KR100488404B1 - A powder metallurgy mold - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 분말소결용 금형소재로 사용되던 카본을 대신해서 내열합금인 인코넬, 스테인레스 스틸 합금 등의 금속으로 분말소결용 금형을 얇고 가볍게 제작하여 열처리시 열이 금형 내부 깊숙히까지 고르게 전달되어 소결성형되는 절삭팁의 품질향상을 도모함과 아울러 금형의 내구성을 높여 반복사용이 가능하도록 하고, 보다 정밀한 제품의 연속 소결성형이 가능하며, 금형의 조립과 분해 및 취급이 용이하도록 구조를 개선한 것인바, 내부가 빈 평판형의 하우징(10)과, 이 하우징(10)의 내부 공간(12)에 삽입설치되는 복수개의 블록(20,22,24,26)과, 이 블록(20,22, 24,26)의 내부에 형성되는 공간에 일정간격으로 평행하게 설치되는 스페이서 바(30,31,32,33,34)와, 이 스페이서 바(30~34) 사이에 설치되고 내부에 예비성형된 성형소재(60)가 삽입되는 한쌍의 상,하부 금형(40,50)으로 이루어지며, 상기 하우징(10)의 내부공간(12)을 형성하는 내측면(13)은 상부는 넓고 하부는 좁게 테이퍼면을 이루고 상기 블록(20,22, 24,26)의 외측면(21,23,25,27)도 상기 하우징(10)의 내측면(13)에 대응되는 경사면을 이루도록 하여 금형의 조립과 분해가 용이하도록 한 것이다.In the present invention, the powder sintering mold is made thinly and lightly with a metal such as Inconel, a stainless steel alloy, which is a heat-resistant alloy instead of carbon, which is used as a mold material for powder sintering. It improves the quality of the cutting tips to be molded and improves the durability of the molds so that it can be used repeatedly, and the sintering molding of more precise products is possible, and the structure is improved to facilitate the assembly, disassembly and handling of the molds. A plurality of blocks 20, 22, 24 and 26 inserted into and installed in the inner space 12 of the housing 10, and the blocks 20, 22 and 24. Spacer bar (30,31,32,33,34) is installed in parallel to the space formed in the interior at a predetermined interval, and the molding is installed between the spacer bar (30 ~ 34) and preformed therein A pair of images into which the material 60 is inserted , The lower mold (40, 50), the inner surface (13) forming the inner space 12 of the housing 10 has a wide tapered surface in the upper portion and narrowly the lower portion (20, 22, 24) The outer surfaces 21, 23, 25, and 27 of the, 26 also form an inclined surface corresponding to the inner surface 13 of the housing 10 to facilitate assembly and disassembly of the mold.
Description
본 발명은 분말소결용 금형에 관한 것으로, 특히 기존의 금형소재로 사용되던 카본을 대신해서 내열합금인 인코넬, 스테인레스 스틸 합금 등의 금속으로 분말소결용 금형을 얇고 가볍게 제작하여 열처리시 열이 금형 내부 깊숙히까지 고르게 전달되어 소결성형되는 절삭팁의 품질향상을 도모함과 아울러 금형의 내구성을 높여 반복사용이 가능하도록 하고, 보다 정밀한 제품의 연속성형이 가능하며, 금형의 조립과 분해 및 취급이 용이하도록 구조를 개선한 것이다.The present invention relates to a powder sintering mold, and in particular, the powder sintering mold is made of metal such as Inconel, a stainless steel alloy, which is a heat-resistant alloy, in place of carbon, which is used as a conventional mold material. It improves the quality of cutting tips that are sintered and sintered and evenly delivered deeply, and increases the durability of the molds for repeated use, and enables the continuous molding of more precise products, and facilitates assembly, disassembly and handling of the molds. Will be improved.
금속이나 석재 등의 절단을 위한 장비에서 사용되고 있는 다이아몬드 절삭팁은 통상 분말소결에 의해 만들어져 장비의 생크나 밴드 등에 용접되는데, 이러한 절삭팁을 제조하기 위한 기존의 분말소결용 금형은 카본으로 이루어져 있다.Diamond cutting tips used in equipment for cutting metals or stones are usually made by powder sintering and welded to the shank or band of equipment, and the conventional powder sintering mold for manufacturing such cutting tips is made of carbon.
이와 같은 종래의 카본 금형은 소재 자체가 고가이어서 금형의 제조에 비용이 많이 소요되고, 금형이 단단하지 못하고 무른 소재여서 쉽게 파손되어 반복적인 사용에 한계가 있었고, 정밀한 제품의 소결성형시 금형 자체의 부분적인 파손이 내재하여 불량이 많이 발생하였으며, 열처리시 금형 내부 깊숙히까지 열이 전달되기는 하나 금형이 전체적으로 두껍고 무거워 운반이 어렵고 상기한 이유에 의해 소결성형된 절삭팁에 불량이 발생하게 되어 수명이 짧아지는 등의 문제점이 있었으며, 금형의 취급도 매우 조심히 하지 않으면 안되었다.Such a conventional carbon mold is expensive to manufacture the mold because the material itself is expensive, and because the mold is not hard and soft material, it is easily damaged due to the damage to the repeated use. Many defects occurred due to partial breakdown, and heat is transmitted deeply inside the mold during heat treatment, but the mold is thick and heavy as a whole, which makes it difficult to transport it. There were problems such as losing, and the mold must be handled very carefully.
본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 분말소결용 금형의 소재를 취약점이 많던 기존의 카본 대신 내열성을 갖는 고경도의 금속으로 제작하여 금형의 내구성을 높일 수 있도록 하고, 소결성형되는 절삭팁의 품질도 우수한 분말소결용 금형을 제공하는데 있다. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is to manufacture the material of the powder sintering mold made of a high hardness metal having heat resistance instead of the conventional carbon had a lot of weakness to improve the durability of the mold It is possible to increase, and to provide a powder sintering mold excellent in the quality of the cutting tip is sintered.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기존의 금형소재로 사용되던 카본을 대신해서 내열합금인 인코넬이나 스테인레스 스틸 합금 등의 금속으로 분말소결용 금형을 얇고 작게 제작하여 열처리시 열이 금형 내부 깊숙히까지 고르게 전달되어 소결성형되는 절삭팁의 품질을 향상시킬 수 있도록 함과 더불어 금형의 내구성을 높여 반복사용이 가능하도록 한 것으로, 본 발명의 금형은 이의 조립과 분해가 용이하도록 내부가 빈 평판형의 하우징과, 이 하우징의 내부 공간에 삽입설치되는 복수개의 블록과, 이 블록의 내부에 형성되는 공간에 일정간격으로 평행하게 설치되는 스페이서 바와 이 스페이서 바 사이에 설치되고 내부에 성형소재가 삽입되는 한쌍으로 이루어진 상,하부 금형으로 이루어지며, 상기 하우징의 내부공간 내측면은 상부는 넓고 하부는 좁게 테이퍼면을 이루고 상기 블록의 외측면도 상기 테이퍼면에 대응되는 경사면을 이루도록 하여 블록의 내부공간에 스페이서 바와 금형이 세팅되면 하우징을 들어 올리더라도 내부의 블록과 스페이서 바 및 금형은 밑으로 빠지지 않아 이의 운반과 취급이 용이하도록 하고, 소결성형 완료시 탈형을 위해서는 금형을 뒤집어주면 하우징 내부의 블록이 빠지면서 블록 내부의 스페이서 바와 상,하부 금형이 쉽게 분해될 수 있도록 한 것이다. In order to achieve the above object, the present invention manufactures a thin and small powder sintering mold with a metal such as Inconel or stainless steel alloy, which is a heat-resistant alloy, in place of carbon used as a conventional mold material, and heats it deeply inside the mold during heat treatment. In order to improve the quality of the cutting tip to be evenly transmitted and sintered, and to increase the durability of the mold to be used repeatedly, the mold of the present invention is a flat housing having an internal hollow to facilitate assembly and disassembly thereof. And a plurality of blocks inserted into the interior space of the housing, and a pair of spacer bars installed in parallel to the space formed inside the block at a predetermined interval in parallel with the spacer bars and into which the molding material is inserted. It consists of upper and lower molds, the inner surface of the inner space of the housing is wide at the top The lower part has a narrow tapered surface, and the outer surface of the block also forms an inclined surface corresponding to the tapered surface. When the spacer bar and the mold are set in the inner space of the block, the inner block, the spacer bar, and the mold remain downward even if the housing is lifted. It does not fall out so that it is easy to transport and handle, and when the mold is turned over to complete the sintering molding, the block inside the housing is pulled out so that the spacer bar in the block and the upper and lower molds can be easily disassembled.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments that do not limit the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 의한 분말소결용 금형의 분리사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 분말소결용 금형의 세팅상태를 도시한 일부 분리상태의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 분말소결용 금형의 세팅완료상태를 도시한 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a powder sintering mold according to the present invention, Figure 2 is a perspective view of a part of a separate state showing the setting state of the powder sintering mold according to the present invention, Figure 3 is a powder sintering according to the present invention It is sectional drawing which shows the setting state of a metal mold | die.
상기 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명은, 내부가 빈 평판형의 하우징(10)과, 이 하우징(10)의 내부 공간(12)에 삽입설치되는 복수개의 블록(20,22, 24,26)과, 이 블록(20,22,24,26)의 내부에 형성되는 공간에 일정간격으로 평행하게 설치되는 스페이서 바(30,31,32,33,34)와, 이 스페이서 바(30~34) 사이에 설치되고 내부에 성형소재(60)가 삽입되는 한쌍의 상,하부 금형(40,50)으로 이루어져 있다.As shown in Figs. 1 to 3, the present invention includes a hollow flat plate housing 10 and a plurality of blocks 20, 22, which are inserted into the internal space 12 of the housing 10. 24, 26, spacer bars 30, 31, 32, 33, 34, which are provided in parallel to the spaces formed inside the blocks 20, 22, 24, 26 at regular intervals, and the spacer bars ( It is installed between 30 ~ 34 and consists of a pair of upper and lower molds (40, 50) in which the molding material 60 is inserted therein.
상기 하우징(10)의 내부공간(12)을 형성하는 내측면(13)은 상부는 넓고 하부는 좁게 테이퍼면을 이루고 상기 블록(20,22,24,26)의 외측면(21,23,25,27)도 상기 하우징(10)의 내측면(13)에 대응되는 경사면을 이루도록 하여 블록(20,22,24,26)의 내부공간에 스페이서 바(30~34)와 금형(40,50)이 세팅되면 하우징(10)을 들어 올리더라도 내부의 블록(20,22,24,26)과 스페이서 바(30~34) 및 금형(40,50)은 밑으로 빠지지 않아 이의 운반과 취급이 용이하고, 소결완료시 성형완료된 성형소재(60)의 탈형을 위해서는 금형 전체를 뒤집어주면 하우징(10)내부에 쐐기식으로 끼워져 있던 블록(20,22,24,26)이 빠지면서 블록(20,22,24,26) 내부의 스페이서 바(30~34)와 상,하부 금형(40,50)이 쉽게 분해되어 성형완료된 소재(60)를 손쉽게 탈형시킬 수 있다.The inner side surface 13 forming the inner space 12 of the housing 10 has a wider upper portion and a narrower tapered surface at the lower portion thereof, and the outer side surfaces 21, 23, 25 of the blocks 20, 22, 24, and 26. The spacer bars 30 to 34 and the molds 40 and 50 are formed in the inner spaces of the blocks 20, 22, 24, and 26 by forming a slanted surface corresponding to the inner side surface 13 of the housing 10. When this is set, even if the housing 10 is lifted up, the blocks 20, 22, 24, 26, the spacer bars 30 to 34, and the molds 40 and 50 do not fall out, so that their transport and handling are easy. In order to demold the completed molding material 60 when sintering is completed, turn the entire mold upside down to block the blocks 20, 22, 24, and 26 that are inserted into the housing 10 in a wedge fashion. The inner spacer bars 30 to 34 and the upper and lower molds 40 and 50 can be easily disassembled to easily demold the molded material 60.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예의 금형은 하우징(10)의 외경과 내경이 각각 300mm/210mm, 두께가 20mm이고, 여기에 4개의 블록(20,22,24,26)과 스페이서 바(30~34) 및 상,하부 금형(40,50)의 무게를 모두 합칠 경우 8~10㎏정도의 중량이며, 이는 기존의 카본소재 금형의 중량과 비숫한 반면 부피에 있어서는 본 발명의 금혀이 기존의 카본 금형에 비해 1/3정도밖에 되지 않아 취급이 상당히 용이함을 알 수 있다.The mold of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 has an outer diameter and an inner diameter of the housing 10 of 300 mm / 210 mm and a thickness of 20 mm, respectively, and includes four blocks 20, 22, 24, 26 and a spacer bar 30. ~ 34) and the weight of the upper and lower molds (40,50) together is the weight of about 8 ~ 10kg, which is similar to the weight of the existing carbon material mold, while the volume of the present invention in terms of volume Compared to carbon mold, it is only 1/3, so it can be seen that it is very easy to handle.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서 하우징(10)은 도우넛형을 이루고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 내부가 빈 사각형으로도 성형할 수 있음은 물론이다.In the embodiment shown in Figures 1 to 3, the housing 10 is a doughnut-shaped, but the present invention is not limited to this, of course, the inside can be molded into a rectangular shape of course.
상기 블록(20,22,24,26)은 대체로 반달형으로 이루어져 있으며, 대향되는 각 2개(20,22)(24,26)는 동일한 형태로 이루어져 있는데, 이 중 일측의 블록(20,22)은 양단이 뾰죽한 형태를 이루고 있고, 나머지 블록(24,26)은 상기 블록(20,22)사이에 끼워질 수 있도록 양단이 절단된 형태를 이루고 있다.The blocks 20, 22, 24, and 26 are generally formed in a half moon shape, and each of the two opposite blocks 20, 22, 24, and 26 has the same shape, and one of the blocks 20, 22, 24, and 26 is the same. The ends of the silver form a pointed shape, and the remaining blocks 24 and 26 form a form in which both ends are cut so as to be fitted between the blocks 20 and 22.
본 실시예에서는 블록을 4개로 분할 형성하여 금형의 조립과 분해가 용이하도록 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 블록을 2개, 즉, 기존의 블록(20, 22)는 하우징(10)과 일체로 제작하고 나머지 블록(24,26)만으로도 형성할 수 있다.In this embodiment, the block is divided into four to facilitate the assembly and disassembly of the mold, but the present invention is not limited thereto, and the two blocks, that is, the existing blocks 20 and 22 are integrated with the housing 10. It can also be produced by the remaining blocks (24, 26) alone.
상기 블록(20,22,24,26)의 외측면(21,23,25,27)은 하우징(10)의 내측면(13)과 대응되는 경사면을 이루어 이 블록(20,22,24,26)이 하우징(10)과 내부의 스페이서 바(30,31,32,33,34)와 금형(40,50)사이에서 쐐기식으로 끼워짐으로써 내부의 상,하부 금형(40,50)이 이탈되지 않고 하우징(10)내부에 세팅가능하게 되는 것이며, 하우징(10)을 뒤집으면 쐐기역할을 했던 블록(20,22,24,26)이 약간의 충격만으로도 하우징(10)으로부터 빠지게 됨으로써 성형소재(60)의 탈형이 용이하게 되는 것이다.The outer surfaces 21, 23, 25, 27 of the blocks 20, 22, 24, 26 form an inclined surface corresponding to the inner surface 13 of the housing 10 to form the blocks 20, 22, 24, 26. ) Is wedged between the housing 10 and the spacer bars 30, 31, 32, 33, 34 and the molds 40, 50 so that the upper and lower molds 40, 50 of the interior are separated. If the housing 10 is turned upside down, the blocks 20, 22, 24, and 26, which acted as wedges, are removed from the housing 10 with a slight impact. It is easy to demould 60).
상기 스페이서 바(30,31,32,33,34)는 사각형단면의 막대로서, 평행하게 배치되는 복수개의 상,하부 금형(40,50)사이에 끼워지게 되며, 그 상,하 두께는 하우징 (10)의 그것과 같다.The spacer bars 30, 31, 32, 33, and 34 are rectangular bars and are sandwiched between a plurality of upper and lower molds 40 and 50 arranged in parallel, and the upper and lower thicknesses of the spacer bars 30 and 31. Like that of 10).
상기 상,하부 금형(40,50)은 성형소재(60)의 위아래에서 이 성형소재(60)에 압축력을 가하여 소결성형하는 것으로, 각종 분말합금 소재를 혼합하여 예비성형을 한 성형소재(60)를 본 발명의 금형 내부에 세팅하여 소결온도로 가열하여 프레스에 의해 압축하는 것에 의해 소결성형이 완료된다.The upper and lower molds 40 and 50 are sintered and molded by applying a compressive force to the molding material 60 above and below the molding material 60. The molding material 60 is prepared by mixing various powder alloy materials. The sintering molding is completed by setting the inside of the mold of the present invention, heating to a sintering temperature, and compressing by pressing.
본 발명의 금형에 성형소재(60)를 세팅시키는 순서를 설명하면 다음과 같다.Referring to the procedure for setting the molding material 60 in the mold of the present invention is as follows.
먼저, 도우넛형의 하우징(10)을 평탄한 작업대 위에 올리고, 이 하우징(10)의 내부공간(12)에 블록(20,22,24,26)을 끼운다. 이때 하나의 블록(26)은 끼우지 않고 남겨 둔다. First, the donut-shaped housing 10 is placed on a flat work table, and the blocks 20, 22, 24, and 26 are inserted into the inner space 12 of the housing 10. At this time, one block 26 is left without fitting.
다음으로, 블록(20,22,24)의 내측에 형성된 사각형의 공간 한쪽으로부터 상,하부 금형(40,50)을 삽입시키면 되는데, 이때 상,하부 금형(40,50)은 그 내부에 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 예비성형된 성형소재(60)들을 일렬로 배치한다.Next, the upper and lower molds 40 and 50 may be inserted from one side of the rectangular space formed inside the blocks 20, 22 and 24, and the upper and lower molds 40 and 50 may be inserted into the inside of FIG. And as shown in FIG. 3, the preformed molding materials 60 are arranged in a row.
상기 성형소재(60)가 중간에 삽입된 상,하부 금형(40,50)사이에는 스페이서 바(30,31,32,33,34)를 교대로 끼워 동일한 간격을 유지할 수 있도록 한다.Spacer bars 30, 31, 32, 33, and 34 are alternately inserted between upper and lower molds 40 and 50 in which the molding material 60 is inserted in the middle to maintain the same spacing.
상기한 상,하부 금형(40,50)및 스페이서 바(30,31,32,33,34)의 세팅을 마친 후 마지막으로 남아있던 블록(26)을 끼워주면 금형의 조립이 완료된다.After the setting of the upper and lower molds 40 and 50 and the spacer bars 30, 31, 32, 33 and 34, the assembly of the mold is completed by inserting the last block 26.
조립이 완료된 금형은 도 4에 도시한 바와 같이 프레스의 하부 다이(70)위에 복수개를 적층한다.As shown in Fig. 4, a plurality of molds to be assembled are stacked on the lower die 70 of the press.
이 금형의 외측에는 가열로(80)가 설치되어 금형전체를 소결온도로 가열시키게 되는데, 적층된 금형 사이에는 소정의 간격이 형성되므로 가열로(80)의 열이 금형의 내부 즉, 내부에 설치된 성형소재(60)까지 균일하게 열전달이 이루어져 이 성형소재(60)가 소결온도로 충분히 가열된다.A heating furnace 80 is installed outside the mold to heat the entire mold at the sintering temperature. Since a predetermined gap is formed between the stacked molds, the heat of the heating furnace 80 is installed inside the mold, that is, inside. Heat is uniformly transferred to the molding material 60, and the molding material 60 is sufficiently heated to the sintering temperature.
이와 함께 프레스의 작동에 의해 하부 다이(70)가 상승하면서 금형은 상,하부 다이(70,72)사이에서 압축되며 금형 내부의 성형소재(60)는 압축력을 받아 상,하부 금형(40,50)사이에서 압축되며, 압축된 상태는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같다.In addition, as the lower die 70 rises due to the operation of the press, the mold is compressed between the upper and lower dies 70 and 72, and the molding material 60 inside the mold is subjected to the compressive force to the upper and lower molds 40 and 50. ), And the compressed state is as shown in FIGS. 5 and 6.
압축성형이 완료되면 금형을 프레스로부터 이탈하여 하우징을 뒤집으면 위에서 이미 설명한 바와 같이 금형이 분해되어 성형완료된 제품을 탈형시킬 수 있게 되는 것이다.When the compression molding is completed, when the mold is removed from the press and the housing is turned over, as described above, the mold is decomposed to demold the finished product.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 분말소결용 금형을 고가이고 무른 소재였던 기존의 카본 대신 내열합금인 인코넬이나 스테인레스 스틸 등의 경도가 높은 금속 소재를 사용함으로써 금형의 내구성을 높일 수 있고, 보다 정밀한 제품의 소결성형이 가능하며, 금형 자체의 두께도 얇고 중량도 가벼워 작업성도 좋고 열처리시 금형 전체를 고르게 가열시킬 수 있어 소결성형된 제품의 불량률을 낮출 수 있고, 한꺼번에 다수의 금형을 적층시켜 많은 양의 제품을 소결성형할 수 있으므로 소결성형효율을 대폭 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.As described above, the present invention can increase the durability of the mold by using a metal material of high hardness such as Inconel or stainless steel, which is a heat-resistant alloy, instead of the conventional carbon, which is an expensive and soft material for powder sintering. Sinter molding is possible, and the thickness of the mold itself is light and the weight is light, so it is easy to work with and the entire mold can be heated evenly during heat treatment to reduce the defect rate of the sintered molded product, and to stack a large number of molds at once. Since it can be sintered molding has a useful effect that can greatly improve the sintering molding efficiency.
도 1은 본 발명에 의한 분말소결용 금형의 분리사시도,1 is an exploded perspective view of a powder sintering mold according to the present invention;
도 2는 본 발명에 의한 분말소결용 금형의 세팅상태를 도시한 일부 분리상태의 사시도,Figure 2 is a perspective view of a partially separated state showing a setting state of the powder sintering mold according to the present invention,
도 3은 본 발명에 의한 분말소결용 금형의 세팅완료상태를 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing a setting state of the powder sintering mold according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 분말소결용 금형을 프레스상에 적층시킨 상태를 도시한 단면도,4 is a cross-sectional view showing a state in which a powder sintering mold according to the present invention is laminated on a press;
도 5는 본 발명에 의한 분말소결용 금형이 압축된 상태를 도시한 단면도,5 is a cross-sectional view showing a compressed state of the powder sintering mold according to the present invention;
도 6은 도 5의 A부 확대단면도,6 is an enlarged cross-sectional view of portion A of FIG. 5;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 하우징 12 : 내부공간10 housing 12 internal space
13 : 내측면 20,22,24,26 : 블록13: inner side 20, 22, 24, 26: block
21,23,25,27 : 외측면 30,31,32,33,34 : 스페이서 바21, 23, 25, 27: outer side 30, 31, 32, 33, 34: spacer bar
40 : 상부 금형 50 : 하부 금형40: upper mold 50: lower mold
60 : 성형소재 70 : 하부 다이60: molding material 70: lower die
72 : 상부 다이 80 : 가열로72: upper die 80: heating furnace
Claims (3)
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