KR100484091B1 - Method for distributing the forging amount of square bar in hot free forging - Google Patents

Method for distributing the forging amount of square bar in hot free forging Download PDF

Info

Publication number
KR100484091B1
KR100484091B1 KR10-2001-0083657A KR20010083657A KR100484091B1 KR 100484091 B1 KR100484091 B1 KR 100484091B1 KR 20010083657 A KR20010083657 A KR 20010083657A KR 100484091 B1 KR100484091 B1 KR 100484091B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
forging
reduction
amount
rolling
allowable
Prior art date
Application number
KR10-2001-0083657A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20030053709A (en
Inventor
천명식
박재철
Original Assignee
주식회사 포스코
창원특수강주식회사
재단법인 포항산업과학연구원
포스코신기술연구조합
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코, 창원특수강주식회사, 재단법인 포항산업과학연구원, 포스코신기술연구조합 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR10-2001-0083657A priority Critical patent/KR100484091B1/en
Publication of KR20030053709A publication Critical patent/KR20030053709A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100484091B1 publication Critical patent/KR100484091B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/12Forming profiles on internal or external surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/10Drives for forging presses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

본 발명은 열간 자유 단조공정에 있어서 강괴 중간단계의 사각바공정에서 마무리 원형바 직전의 목표 사각바 공정까지 압하량을 배분하는 열간 자유단조 압하량 배분방법에 관한 것으로, 강괴 중간단계의 사각바 치수 및 목표 사각바 치수로부터 단조프레스의 허용 단조하중을 계산하는 제1단계와, 상기 단조하중과 허용 단조하중과의 편차를 구하고 최소, 최대 압하량간 차이를 계산하여 허용조건내의 1차 압하량을 결정하는 제2단계와, 상기 1차 압하량을 기공압착비 수식으로부터 기공압착을 최대로 하는 조건의 압하량을 결정하여 비교하는 제3단계와, 상기 압하량을 단조시 크랙발생 허용한계조건의 압하량과 비교하여 현재 패스의 압하량을 결정하는 제4단계와, 상기 압하량으로부터 차기패스 출측 두께, 폭퍼짐 량, 출측 폭, 온도를 계산하는 제5단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 열간 자유단조 압하량 배분방법을 제공하게 된다. 이와 같이, 본 발명은 강괴 내부의 기공을 최소로 할 수 있는 압하량을 도출함으로써 단조품의 품질향상 뿐만 아니라 적정 패스스케줄관리에 따른 단조횟수 감소로 생산성이 향상되는 효과가 있다.The present invention relates to a hot free forging reduction amount distribution method for distributing a rolling reduction from the middle bar in the middle of the ingot to the target square bar process immediately before the finishing round bar in the hot free forging process, the square bar dimensions of the middle of the steel ingot And a first step of calculating the allowable forging load of the forging press from the target rectangular bar dimensions, and calculating the deviation between the forging load and the forging allowance and calculating the difference between the minimum and maximum rolling reductions to determine the first rolling reduction in the allowable condition. A second step of comparing the first reduction amount with a pore compression ratio by determining a reduction amount of a condition that maximizes pore compression, and a reduction in the allowable crack generation condition when forging the reduction amount. A fourth step of determining a reduction amount of the current path compared to the amount; and a fifth calculation of a next pass exit thickness, a spread amount, an exit width, and a temperature from the reduction amount; Thereby providing a hot free forging rolling reduction distribution characterized in that the configuration step. As described above, the present invention has an effect of improving productivity by deriving a reduction amount to minimize the pores inside the ingot, as well as improving the quality of the forged product and reducing the number of forgings according to proper pass schedule management.

Description

열간 자유단조 압하량 배분방법{METHOD FOR DISTRIBUTING THE FORGING AMOUNT OF SQUARE BAR IN HOT FREE FORGING}METHOD FOR DISTRIBUTING THE FORGING AMOUNT OF SQUARE BAR IN HOT FREE FORGING}

본 발명은 열간 자유단조 압하배분방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열간 자유 단조공정에 있어서 강괴 중간단계의 사각바공정에서 마무리 원형바 직전의 목표 사각바 공정까지 압하량을 배분하는 방법에 관한 것으로, 주조공정에서 주조된 강괴(Ingot)내부에 잔존하는 기공을 프레스허용한도 하에서 이를 최소로 하는 압하량과 최적의 압하패스 수를 갖는 열간 자유단조 압하배분방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hot free forging reduction distribution method, and more particularly to a method for distributing the reduction amount from the rectangular bar process in the middle of the ingot to the target square bar process immediately before the finishing round bar in the hot free forging process. The present invention relates to a hot free forging reduction distribution method having a reduction in the amount of pores remaining in an ingot cast in a casting process under a press allowable limit and an optimal number of reduction passes.

일반적으로, 강괴의 단조방법은 도1에서 나타난 바와 같이, 가열로에서 일정온도까지 가열한 후 추출된 강괴는 압탕부(Head)쪽에서 중심부 쪽 또는 주탕부(Tail)쪽에서 중심부 쪽으로 많은 패스를 거쳐 중간단계의 사각바(Square Bar)를 제조하고 재가열하여 최종 제품인 원형 바(Round Bar), 와이드 바(Wide Bar)를 제조하여 크랭크 축(Crank Shaft)이나 전단기의 나이프(Knife) 재료로 사용된다. 강괴주조시 몰드(Mold)내 쇳물이 응고될 때 외부와 내부와의 응고속도 차이가 발생하여 강괴 중심부에는 미소 크랙성의 기공이나 편석 등이 존재하게 되어 내부 결함의 근본적인 원인을 제공하게 된다. 이 기공의 분포는 강괴의 중심부에서 압탕부사이에 존재한다.In general, as shown in Figure 1, the forging method of the steel ingot, after heating to a constant temperature in the heating furnace is extracted in the middle through a number of passes from the head side to the center side or from the tail side to the center portion Square bars of stages are manufactured and reheated to produce round bars and wide bars, which are used as crank shafts or knife materials for shears. When casting the molten steel in the mold, the difference in the solidification speed between the outside and the inside occurs, and microporous pores or segregation exist in the center of the ingot, thereby providing a fundamental cause of internal defects. The distribution of these pores exists between the hot water part at the center of the ingot.

이와 같이 발생한 내부 결함은 단조공정을 거치면서 단조방법에 따라서 일부는 압착된 상태로 다른 일부는 미 압착된 상태로 내부에 존재하게 되어 단조품의 내부 품질불량의 원인이 된다.The internal defects generated as described above are present in the state of being partially squeezed and the other part is not squeezed according to the forging method during the forging process, which causes the internal quality defect of the forged product.

열간 자유단조공정은 통상 2개 내지는 3개의 공정으로 분류된다. 도 2에서 같이 평금형을 사용하여 1차 규격인 사각바를 만드는 제1공정과, 1차 규격의 사각바로부터 최종 원형바 직전의 목표로 하는 사각바를 만드는 제2공정과, 목표 사각바에서 팔각 바, 16각 바로 다듬질 한 후 라운드 금형을 사용하여 원형 바를 제조하는 제3공정이 있으며, 1차 규격 바에서 직접 와이드 바(Wide Bar) 형태의 각재를 제조하는 제2공정 등으로 구성된다.Hot free forging processes are usually classified into two to three processes. 2, a first step of making a square bar as a primary standard using a square mold, a second step of making a target bar immediately before a final round bar from the first bar, and an octagonal bar at a target rectangular bar as shown in FIG. In addition, there is a third process of manufacturing a round bar using a round mold after trimming 16 bars, and a second process of manufacturing a square bar in the form of a wide bar directly from a primary standard bar.

강괴에서 1차 사각바 공정까지는 단조전 금형폭비(소재 직경 또는 소재두께를 금형폭으로 나눈 값)가 크기 때문에 강괴규격에 따라 다르나 기공압착은 대략 20%이내의 범위이다. 강괴에서 1차 사각바까지의 공정은 소재규격이 일정하지 않기 때문에 압하배분의 의미는 없으며, 다만 사각바를 만들기 위한 고르기 단계라고 할 수 있다. 따라서 소재크기가 작은 사각바단계에서 원형 바 직전의 2차 사각바 단계까지가 압하패스가 가장 많고 전체 압하율중 대부분이 이공정에서 이루어지므로 압하스케줄의 설계가 중요시된다.From steel ingot to primary square bar process, the mold width ratio (material diameter or material thickness divided by mold width) before forging is large, depending on the steel ingot specification, but the pore compression ranges within about 20%. The process from the ingot to the first square bar does not mean rolling down because the material specification is not constant, but it can be said to be a selection step to make the square bar. Therefore, the design of the rolling reduction schedule is important because the rolling reduction stage is the most from the small square bar stage to the second square bar stage immediately before the circular bar, and most of the total reduction ratio is performed in this process.

강괴내부의 기공압착에 관한 종래기술은 일본 특허 제昭58-10391호에 개시되어 있는데, 이는 압탕부 쪽에 발생하는 피쉬테일(Fishtail)량을 줄이고 압탕부 근방에 잔존하는 기공이나 편석 등의 결함을 외측방향으로 이동이 용이하도록 중심부 쪽에서 압탕부 또는 주탕부 쪽으로 압하해가는 단조방법을 제시하고 있다.The prior art related to the pore compression in the steel ingot is disclosed in Japanese Patent No. 58-10391, which reduces the amount of fishtail generated on the hot water side and eliminates defects such as pores and segregation remaining near the hot water portion. A forging method is proposed in which the pressure is reduced from the center side to the hot water part or the pouring part so as to move outwardly.

그러나, 상기와 같은 단조방법은 기공이 가외중심부에서 압탕부사이에만 존재하기 때문에 내부에 잔존하는 기공을 압착하는 데는 단조순서의 변화만으로 내부에 잔존하는 기고의 압착효과를 기대할 수 없으며, 특히, 압탕부→중심부 쪽 또는 주탕부 쪽→중심부 쪽의 한 방향으로 압하를 실시하게되면 중심부 쪽까지 압하한 후 강괴를 고정하고 있는 메니플레이터(Manipulator)를 다시 압탕부 쪽으로 이동해야 하기 때문에 단조시간이 증가하여 생산성을 저하시킨다.However, in the forging method described above, since the pores exist only between the pressure centers at the extraneous part, the compression of the remaining pores cannot be expected only by changing the forging order. If the rolling is carried out in one direction from the hot water → center side or the hot water side → center side, the forging time increases because the manipulator holding the steel ingot must be moved back to the hot water side after pressing down to the center side. To lower productivity.

또한, 일본 특허 제昭53-102223호에는 통상의 주조방법에서 발생하는 내부 편석을 개선할 수 있는 주조방법이 개시되어 있다. 이와 같은 주조방법은 응고속도의 차이에 의해 발생하는 강괴내부의 기공을 완전히 제거하지는 못한다. 따라서 주조공정에서 최소크기의 기공을 갖도록 주조방법을 개선하고 단조공정에서 이를 효과적으로 압착할 수 있는 개선방법이 필요하다.In addition, Japanese Patent No. 53-102223 discloses a casting method that can improve internal segregation occurring in a conventional casting method. Such a casting method does not completely remove pores in the steel ingot generated by the difference in solidification speed. Therefore, there is a need for an improved method for improving the casting method to have a minimum size of pores in the casting process and to effectively compress it in the forging process.

그 외 단조공정중 압하스케줄을 계산하는 방법을 공지한 특허는 없으며 주로 경험에 의존한 압하를 실시하며 운전자에 따라 압하스케줄이 차이가 있다. 따라서 강괴내부에 잔존하는 기공을 압착하고 최소의 압하패스 수를 갖는 강종별 단조공정 압하배분방법이 필요하다.In addition, there is no known patent on the method of calculating the rolling reduction schedule during the forging process. The rolling reduction is mainly performed based on experience, and the rolling reduction schedule varies according to the operator. Therefore, there is a need for a steel sheet forging process pressing distribution method that compresses the pores remaining in the steel ingot and has a minimum number of reduction passes.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 주조공정 중에 발생한 기공을 단조공정중에 압착효율을 증가시키고, 적정 압하배분방법에 의해 패스수를 최소화하여 생산량을 증가시킬 수 있는 열간 자유단조 압하배분방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention increases the compression efficiency of the pores generated during the casting process during the forging process, and minimize the number of passes by the appropriate pressure reduction distribution method hot free forging pressing distribution method that can increase the yield The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 강괴 중간단계의 사각바 치수 및 목표 사각바 치수로부터 단조프레스의 허용 단조하중을 계산하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 계산된 단조하중과 허용 단조하중과의 편차를 구하고 최소, 최대 압하량간 차이를 계산하여 허용조건내의 1차 압하량을 결정하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 결정된 1차 압하량을 기공압착비 수식으로부터 기공압착을 최대로 하는 조건의 압하량을 결정하여 비교하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 결정된 압하량을 단조시 크랙발생 허용한계조건의 압하량과 비교하여 현재 패스의 압하량을 결정하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 결정된 압하량으로부터 차기패스 출측 두께, 폭퍼짐 량, 출측 폭, 온도를 계산하는 제5단계와, 상기와 같은 방법으로 나머지 차기패스의 압하량 계산에도 제1단계에서 제5단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 열간 자유단조 압하량 배분방법을 제공하게 된다.In order to achieve the above object, the present invention is the first step of calculating the allowable forging load of the forging press from the square bar size and the target square bar size of the steel ingot stage, and the forging load and tolerance calculated in the first step The second step of determining the first reduction amount within the allowable condition by calculating the deviation from the forging load and calculating the difference between the minimum and maximum reduction amount, and the pore compression is determined from the pore compression ratio equation. A third step of determining and comparing a reduction amount of the condition to be maximized; and a fourth step of determining the reduction amount of the current path by comparing the reduction amount determined in the third step with the reduction amount of the crack generation tolerance condition for forging. And a fifth step of calculating a next pass exit exit thickness, a width spreading amount, an exit width, and a temperature from the reduction amount determined in the fourth step; To thereby provide the hot free forging rolling reduction allocation method which comprises repeating the step 5 in the first stage acid.

이하, 본 발명에 따른 열간 자유단조 압하량 배분방법을 각 단계에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, the hot free forging reduction amount distribution method according to the present invention will be described in detail for each step.

-제1단계Step 1

하기 수학식 1로부터 초기 사각 바, 목표 사각 바 치수, 가열로 추출 소재온도로부터 단조프레스의 용량으로부터 허용단조하중을 계산한다. (도 4 참조)The allowable forging load is calculated from the capacity of the forging press from the initial square bar, the target square bar dimension, and the furnace extraction material temperature from Equation 1 below. (See Figure 4)

-제2단계Second stage

상기 제1단계의 허용 단조하중으로부터 1차 압하량을 단조하중 모델식으로부터 역산하여 산출하게 되는데, 이 때의 단조하중(Pf)은 하기 수학식 2로부터 계산된다.The first reduction from the allowable forging load of the first step is calculated by inverse from the forging load model equation, the forging load (P f ) at this time is calculated from the following equation (2).

상기 수학식 2에서 단조하중계수(Qf)와 변형저항(Km)은 하기 수학식 3 내지 4에 의하여 계산된다.In Equation 2, the forging load factor Qf and the deformation resistance Km are calculated by Equations 3 to 4 below.

단조하중모델은 변형율, 변형도율, 하중계수를 계산하는 수식에 압하량이 함수로 포함되어 있으므로 이를 풀기 위해서는 도 4에 도시된 등분법을 이용하여 해를 구한다.In the forging load model, since the rolling amount is included as a function in the formula for calculating the strain, strain rate, and load coefficient, the solution is solved using the equal method shown in FIG.

최소, 최대, 평균 압하량조건의 단조하중(P(Δ1), P(Δ2), P(Δ))은 상기한 수학식 2 내지 4로부터 각각 계산된다.The forging loads P (Δ1), P (Δ2), and P (Δ) of the minimum, maximum, and average rolling reduction conditions are calculated from the equations (2) to (4), respectively.

도 4에서 Δ1: 최소 압하량, Δ2: 최대 압하량, Δ: 평균 압하량, α1: 허용하중(Pw)과 최소 압하조건의 하중차, α2: 허용하중과 최대 압하조건의 하중차, α: 허용하중과 평균 압하조건의 하중 과 차이를 각각 나타낸다.In Fig. 4, Δ1: minimum rolling amount, Δ2: maximum rolling amount, Δ: average rolling amount, α1: difference between allowable load Pw and minimum rolling condition, α2: difference between allowable load and maximum rolling condition, α: The difference between the allowable load and the average rolling condition is shown.

해를 구하는 절차는 도 5의 순서도에 나타내었다. 1차 압하량을 구하는 절차를 간략히 소개하면 하기와 같다.The procedure for obtaining the solution is shown in the flowchart of FIG. 5. A brief introduction of the procedure for obtaining the first rolling reduction is as follows.

Step.1 : 최소, 최대 압하량을 가정하고 초기 반복 수를 1로 가정한다.Step.1: Assume the minimum and maximum rolling reductions and assume the initial number of repetitions as 1.

Step.2 : 평균 압하량을 계산하고, Δ1, Δ2, Δ 조건의 하중 차(ΔP)와 압하량 차(Δ*)를 계산한다.Step.2: Calculate the average rolling reduction, and calculate the load difference (ΔP) and the rolling reduction difference (Δ *) under the conditions Δ1, Δ2, and Δ.

Step.3 : 허용 단조하중과 평균 압하량 조건의 단조하중차가 영이거나 압하량 차(Δ*)가 한계 값 이내이면 구하고자 하는 1차 계산 압하량(ΔH1 =Δ)이 되며, 만일 상기 조건을 만족하지 않는 경우, P(Δ)×P(Δ1)값이 0 미만이면 Δ2=Δ으로 대체하고 P(Δ)×P(Δ1)값이 0 이상이면 Δ1=Δ으로 대체하여 수렴할 때까지 상기 Step. 2에서 Step. 3을 반복계산 한다.Step.3: If the forging load difference between the allowable forging load and the average rolling reduction condition is zero or the rolling reduction difference (Δ * ) is within the limit value, it is the first calculated rolling reduction (ΔH 1 = Δ) to be obtained. If P (Δ) × P (Δ1) is less than 0, replace it with Δ2 = Δ, and if P (Δ) × P (Δ1) is greater than 0, replace with Δ1 = Δ until it converges. Step. Step 2 Repeat calculation 3

-제3단계Step 3

상기 제2단계에서 계산한 압하량은 허용 단조하중조건의 압하량으로 기공의 압착정도를 최소로 하는 조건을 고려하지 않은 1차 계산값이다. 따라서 강괴중심부에 존재하는 기공이 단조공정을 거치면서 어느 정도의 압착효과를 갖는지의 정도를 평가할 수 있는 기공압착모델로부터 압하량을 계산하고 1차 계산한 압하량과 비교하여 적정 압하량(ΔHc)을 산출한다. 기공압착비(Void Crushing Ratio, ψi)를 나타내는 수식은 하기 수학식 8과 같으며, 이 때의 수식(ΔH1 = Δ)은 공구강 61종에 대한 수식으로 사각바의 두께, 폭, 압하량, 금형폭 등의 조건의 변화에 따른 강괴내 기공의 압착비 계산결과에 대한 모델식이다.The reduction amount calculated in the second step is a first calculated value without considering the conditions for minimizing the degree of compression of the pores as the reduction amount of the allowable forging load condition. Therefore, the reduction amount is calculated from the pore compression model that can evaluate the degree of compressive effect during the forging process of the pores present in the center of the steel ingot, and compared with the primary calculated reduction amount (ΔH c) ) Is calculated. The formula representing the void crushing ratio (ψ i) is as shown in Equation 8 below, wherein the formula (ΔH 1 = Δ) is a formula for 61 kinds of tool steel, the thickness, width, rolling reduction, This is a model equation for the calculation result of the compression ratio of pores in steel ingots according to the change of conditions such as mold width.

계산에 사용된 방법 강소성 유한요소해석(Rigid-Plastic Finite Element Method)을 이용하였으며 사각바 내부에 구형의 기공을 가정(직경:10㎜)하고 압하조건에 따라 압하 후 기공의 체적을 계산하였다.The Rigid-Plastic Finite Element Method was used to calculate the volume of the pore after pressing down the rectangular pore inside the square bar (diameter: 10 mm).

상기 수학식 5로부터 기공압착비(ψi)를 최소로 하는 압하량(ΔHc)을 역산하여 구한다. 허용 단조하중조건의 1차 계산압하량(ΔH2=ΔH1)이 기공압착비가 최소가 되는 조건(ψi=0)에서 구한 압하량범위 이내이면 이 값을 적정 압하량으로 결정하고 초과하면 최적압하량을 기공압착비가 최소가 되는 조건의 압하량(ΔH2=ΔHc)으로 대체한다.(도 5 참조)From the above Equation 5, the reduction amount ΔH c , which minimizes the pore compression ratio ψ i , is obtained by inversion. If the primary calculated pressure drop (ΔH 2 = ΔH 1 ) of the allowable forging load condition is within the rolling range obtained under the condition that the pore compression ratio is minimum (ψ i = 0), determine this value as the appropriate rolling reduction and if it exceeds, Replace the reduced amount with the reduced amount (ΔH 2 = ΔH c ) under the condition that the pore compression ratio is minimum (see FIG. 5).

-제4단계4th step

상기 제3단계에서 결정된 압하량은 단조시 크랙이 발생되지 않는 열간 자유단조 조건의 단조 한계압하량(ΔHlim)과 비교한다. 이 때의 단조 한계압하량은 강종, 소재온도, 경험에 의해서 결정되는 하기의 한계 압하율(γi)로부터 계산된다.The reduction amount determined in the third step is compared with the forging limit pressure drop amount ΔH lim of the hot free forging condition in which no crack is generated during forging. The forging limit pressure drop at this time is calculated from the following limit reduction rate γ i determined by steel grade, material temperature and experience.

상기 수학식 7의 한계압하량을 초과하면 최적 압하량을 한계압하량(ΔH*=ΔHlim)으로 대체하고, 이내이면 상기 제3단계에서 결정된 압하량(ΔH*=ΔH2)으로 결정한다.When the threshold pressure drop amount of Equation 7 is exceeded, the optimum pressure drop amount is replaced with the threshold pressure drop amount ΔH * = ΔH lim , and within the range, the pressure reduction amount ΔH * = ΔH 2 determined in the third step is determined.

-제5단계Step 5

상기 제4단계에서 결정된 최적 압하량(ΔH*)을 이용하여 압하후 두께, 폭, 길이 등을 계산하고 차기패스에 대해서도 상기 제1단계에서 제5단계를 반복 계산한다.(도 6 참조)The thickness, width, length, etc. after the reduction are calculated using the optimum reduction amount ΔH * determined in the fourth step, and the first to fifth steps are repeatedly calculated for the next pass (see FIG. 6).

1) 압하후 두께(Hi)1) Thickness after pressing (H i )

2) 압하후 폭 (Wi)2) Width after pressing (W i )

3) 압하후 길이(Li)3) Length after pressing (L i )

상기와 같은 절차에 의해 열간 자유단조공정의 강괴 중간단계의 사각바 압하스케줄을 설정하는 방법에 있어서 단조프레스의 허용하중하의 1차 압하량을 도출하고 강괴 내의 기공압착율을 최대로 할 수 있는 조건의 압하량을 비교하여 2차 압하량을 선정한 후 단조가공시 크랙이 발생하지 않는 한계 압하량을 2차 압하량과 비교하여 최적 압하량을 도출하는 방법을 사용하면 단조품의 내부품질을 향상과 단조패스 수 감소에 의한 생산성향상을 개선효과가 크다.In the method of setting the square bar reduction schedule of the middle stage of the ingot of the hot forging process by the above-described procedure, the condition for deriving the first reduction of the allowable load of the forging press and maximizing the pore compression ratio in the ingot After selecting the secondary reduction by comparing the reduction amount of, and using the method of deriving the optimum reduction amount by comparing the limit reduction amount that does not cause cracks in forging processing with the secondary reduction amount, the internal quality of the forged product is improved and forged. Productivity improvement by reducing the number of passes is great.

[실시예]EXAMPLE

상기 발명에 의해 압하배분방법을 사용하였을 경우와 종래의 압하스케줄 방법과의 오프라인 결과를 비교하였다. 표 1은 소재규격 및 단조조건을 나타낸 것이며 표 2는 이 때의 오프라인 시뮬레이션 결과와 도 7은 압하패스별 기공압착비를 나타낸 결과이다.According to the present invention, the results of comparing the off-line results with the conventional reduction schedule method when using the reduction distribution method. Table 1 shows the material specifications and forging conditions. Table 2 shows the off-line simulation results at this time, and FIG. 7 shows the pore compression ratios for each pressing down pass.

오프라인 시뮬레이션에 사용한 소재 및 단조조건Materials and forging conditions used for off-line simulation 강종Steel grade SKD61(공구강)SKD61 (oral) 목표 폭Target width 200㎜200 mm 두께마진Thickness margin 5㎜5 mm 사각바두께Square Bar Thickness 530㎜530 mm 소재길이Material length 1370㎜1370 mm 금형폭Mold width 320㎜320 mm 사각바폭Square bar width 530㎜530 mm 소재온도Material temperature 1160℃1160 ℃ 프레스 용량Press capacity 1500 Ton1500 Ton 목표두께Target thickness 200㎜200 mm 폭마진Margin Margin 5㎜5 mm 단조피치Forged pitch 200㎜200 mm

오프라인 시뮬레이션 결과Offline simulation result 구분division 평균압하량Average pressure drop 총패수수Total Loss 최종패스 기공압착비(압하후 체적/초기체적)Final pass pore compression ratio (volume after pressure reduction / initial volume) 발명전Before Invention 6060 1414 8% (기공미압착)8% (pore non-compression) 발명후After Invention 8080 1010 0 (기공 닫힘)0 (pore closed)

상기 실시예의 결과에서 나타난 바와 같이 본 발명에서 제안한 압하배분방법을 사용하면 강괴내부의 기공에 압착율이 증가되어 단조품 내부의 품질개선과 패스 수가 감소하여 단조시간이 감소된다. As shown in the results of the above embodiment, using the pressure reduction distribution method proposed in the present invention increases the compression rate in the pores in the steel ingot, thereby improving the quality and number of passes in the forging, thereby reducing the forging time.

상술한 바와 같이, 본 발명은 열간 자유단조시 강괴를 최적으로 압하하는 압하배분 벙법에 관한 것으로 강괴 내부의 기공을 최소로 할 수 있는 압하량을 도출함으로써 단조품의 품질향상 뿐만 아니라 적정 패스스케줄관리에 따른 단조횟수 감소로 생산성이 향상되는 효과가 있다.As described above, the present invention relates to a rolling method for optimally rolling down steel ingots during hot forging, and to derive a rolling reduction amount that can minimize the pores inside the steel ingot, thereby improving the quality of the forged product as well as proper pass schedule management. The productivity is improved by reducing the number of forgings.

도 1은 강괴 내부의 기공결함을 나타내는 모식도;1 is a schematic diagram showing pore defects in a steel ingot;

도 2는 강괴의 자유단조공정을 도시한 모식도;2 is a schematic diagram showing a free forging step of steel ingot;

도 3은 열간 자유단조시 강괴 압하방법을 도시한 방법도;Figure 3 is a method diagram showing a method of rolling ingot during hot free forging;

도 4는 압하량 결정을 위한 하중차에 대한 압하량 그래프도;4 is a graph of the reduction amount for the load difference for determining the reduction amount;

도 5는 본 발명에 따른 열간 자유단조 압하배분방법을 도출하기 위한 제1공정흐름도;5 is a first process flow diagram for deriving a hot free forging reduction distribution method according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 열간 자유단조 압하배분방법을 도출하기 위한 제2공정흐름도;Figure 6 is a second process flow diagram for deriving a hot free forging reduction distribution method according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 열간 자유단조 압하배분방법에 따라 열간 자유단조를 실시하였을 때의 압하패스별 기공압착비에 대한 실시예 결과 그래프도이다.Figure 7 is a graph of the results of the embodiment of the pore compression ratio for each pressing pass when performing the hot free forging according to the hot free forging reduction method according to the present invention.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣ ♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣

1:강괴 2:압탕부 3:주탕부 4:기공 5:금형 6:사각바1: Ingot 2: Pressure part 3: Pouring part 4: Pore 5: Mold 6: Square bar

7:원형 바7: round bar

Claims (6)

강괴를 단조하는 열간 자유단조공정의 압하량 배분방법에 있어서,In the rolling reduction distribution method of the hot free forging step of forging a steel ingot, 강괴 중간단계의 사각바 치수 및 목표 사각바 치수로부터 단조프레스의 허용 단조하중(PW)을 하기의 식에 의하여 계산하는 제1단계와;A first step of calculating an allowable forging load (P W ) of the forging press from the rectangular bar size and the target rectangular bar size of the steel ingot stage by the following equation; 상기 제1단계에서 계산된 단조하중과 허용 단조하중과의 편차를 구하고, 최소, 최대 압하량간 차이를 계산하여 허용조건내의 1차 압하량(단조하중; Pf)을 결정하는 제2단계와;A second step of determining a deviation between the forging load calculated in the first step and the allowable forging load, and calculating a difference between the minimum and maximum rolling reductions and determining a primary rolling reduction (forging load; P f ) within an allowable condition; 상기 제2단계에서 결정된 1차 압하량을 기공압착비(ψi) 수식으로부터 기공압착을 최대로 하는 조건의 압하율을 결정하여 비교하는 제3단계와;A third step of comparing the first reduction amount determined in the second step by determining a reduction ratio of a condition that maximizes pore compression from a pore compression ratio (ψ i ); 상기 제3단계에서 결정된 압하율을 단조시 크랙발생 허용한계조건의 압하율과 비교하여 현재 패스의 압하율을 결정하는 제4단계와;A fourth step of determining a reduction ratio of the current path by comparing the reduction ratio determined in the third step with a reduction ratio of the crack generation tolerance condition for forging; 상기 제4단계에서 결정된 압하율으로부터 차기패스 출측 두께, 폭퍼짐 량, 출측 폭, 온도를 계산하는 제5단계와;A fifth step of calculating a next pass exit exit thickness, a width spreading amount, an exit width, and a temperature from the reduction ratio determined in the fourth step; 상기와 같은 방법으로 나머지 차기패스의 압하량 계산에도 제1단계에서 제5단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 열간 자유단조 압하량 배분방법.The method of claim 1, wherein the first step to the fifth step is repeated for calculating the reduction amount of the remaining next pass. PW = β·Pmax P W = βP max 여기서, β: 허용하중계수(통상적으로 0.8~0.9 범위)Where β: allowable load factor (typically 0.8 to 0.9) Pmax : 단조프레스용량P max : Forging press capacity 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2단계에서 결정되는 1차 압하량(단조하중; Pf)은 하기 수학식에 의하여 계산되는 것을 특징으로 하는 열간 자유단조 압하량 배분방법.The first free reduction amount (forging load; P f ) determined in the second step is calculated by the following equation. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제3단계에서 1차 압하량을 기공압착비(ψi) 수식으로부터 기공압착을 최대로 하는 조건의 압하율(ri)은 하기 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 열간 자유단조 압하량 배분방법.Reduction rate (r i) is to the amount of the hot free forging rolling, characterized in that determined by the equation of the condition that the pore pressure bonded to the first rolling reduction in the third step from the pores compression ratio (ψ i) modified with up to Distribution method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제4단계에서 크랙발생 허용한계조건의 압하율과 비교하여 결정되는 현재 패스의 압하율(H)은 하기하는 한계압하율(γi)의 수학식으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 열간 자유단조 압하량 배분방법.The reduction ratio (H) of the current path, which is determined by comparing with the reduction ratio of the crack generation tolerance condition in the fourth step, is calculated from the equation of the limit reduction ratio (γ i ) described below. Volume allocation method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제5단계에서 계산되는 차기패스 출측 두께, 폭퍼짐 량, 출측 폭, 온도는 하기 수학식에 의하여 계산되는 것을 특징으로 하는 열간 자유단조 압하량 배분방법.The next free-pass forging thickness, the width spreading amount, the exit width, the temperature calculated in the fifth step is calculated by the following equation.
KR10-2001-0083657A 2001-12-22 2001-12-22 Method for distributing the forging amount of square bar in hot free forging KR100484091B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0083657A KR100484091B1 (en) 2001-12-22 2001-12-22 Method for distributing the forging amount of square bar in hot free forging

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0083657A KR100484091B1 (en) 2001-12-22 2001-12-22 Method for distributing the forging amount of square bar in hot free forging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030053709A KR20030053709A (en) 2003-07-02
KR100484091B1 true KR100484091B1 (en) 2005-04-20

Family

ID=32212371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0083657A KR100484091B1 (en) 2001-12-22 2001-12-22 Method for distributing the forging amount of square bar in hot free forging

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100484091B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102086366B1 (en) * 2018-09-11 2020-03-09 두산중공업 주식회사 Forging Method With Adjustable Width And Length For Thick Slab
KR102110525B1 (en) * 2020-03-02 2020-05-13 두산중공업 주식회사 Forging Method With Adjustable Width And Length For Thick Slab

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR880003684A (en) * 1986-09-04 1988-05-28 야기 야스히로 Method and apparatus for continuous reduction forging of cast steel during continuous casting
JPH028320A (en) * 1988-06-27 1990-01-11 Daido Steel Co Ltd Manufacture of stainless steel billet
KR960004422A (en) * 1994-07-08 1996-02-23 김철갑 Cellulose Insulation Composition Containing Multicomponent Flame Retardant
KR20030023219A (en) * 2001-09-12 2003-03-19 재단법인 포항산업과학연구원 Ingot reduction method in hot open die forging

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR880003684A (en) * 1986-09-04 1988-05-28 야기 야스히로 Method and apparatus for continuous reduction forging of cast steel during continuous casting
JPH028320A (en) * 1988-06-27 1990-01-11 Daido Steel Co Ltd Manufacture of stainless steel billet
KR960004422A (en) * 1994-07-08 1996-02-23 김철갑 Cellulose Insulation Composition Containing Multicomponent Flame Retardant
KR20030023219A (en) * 2001-09-12 2003-03-19 재단법인 포항산업과학연구원 Ingot reduction method in hot open die forging

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030053709A (en) 2003-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5825456B2 (en) Continuous casting method for slabs
RU2421292C2 (en) Method of rolling moulded aluminium ingot
CN105834346A (en) Forging method for efficiently healing steel ingot internal hole type defects by using small pressure
KR20200029697A (en) Roll Manufacturing Method Using Thick Slab
CN114643280A (en) Hot rolling method of niobium-containing austenitic stainless steel section
KR100484091B1 (en) Method for distributing the forging amount of square bar in hot free forging
US3606785A (en) Apparatus and method for eliminating or reducing the internal flaws of semifinished products,especially at cast ingots,blocks,blooms,slabs,billets or the like
KR100775950B1 (en) Method for Reducing Crop Losses During Metal Ingot Rolling And Metal Ingot And Bottom Block
CN101153355A (en) Machining method for improving internal soundness and capability of large scale rod bar
KR100418985B1 (en) Ingot reduction method in hot open die forging
CN107214283A (en) The H profile steel manufacture mould of nuclear fusion stack magnet support
JP3528504B2 (en) Manufacturing method of extra thick steel plate
JPH08224650A (en) Method for preventing segregation and center porosity in continuous casting slab of steel
CN114669723B (en) Control method for effective rolling interval of casting blank
JP2000317582A (en) Method for continuously casting beam blank
JPH06277783A (en) Method for hot-forging metallic material
JP3289132B2 (en) Method of manufacturing billet for bar steel
CN117139536B (en) Forging method for all-fiber bending upsetting combined crankshaft and crank forging
CN113600729B (en) Reciprocating pressure-shear coupling upsetting method for cast ingot
US2010650A (en) Process for producing armor plates
CN112756527B (en) Forging method of super-huge single vacuum steel ingot
JPH01166842A (en) Manufacture of radial branched forging
JP2000140906A (en) Manufacture of ultra-heavy steel plate at extremely large reduction ratio
CN113500157A (en) Manufacturing method of large metallurgy travelling crane double-lifting hook
JPH02175001A (en) Method for rolling shaped bloom

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130411

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140402

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160411

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170410

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180405

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190320

Year of fee payment: 15