KR100514656B1 - 열간 압출 다이스 - Google Patents

열간 압출 다이스 Download PDF

Info

Publication number
KR100514656B1
KR100514656B1 KR10-2003-0080278A KR20030080278A KR100514656B1 KR 100514656 B1 KR100514656 B1 KR 100514656B1 KR 20030080278 A KR20030080278 A KR 20030080278A KR 100514656 B1 KR100514656 B1 KR 100514656B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
die
coupling hole
tip
die tip
case
Prior art date
Application number
KR10-2003-0080278A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050046248A (ko
Inventor
김철민
김정호
김원배
Original Assignee
엘에스전선 주식회사
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 엘에스전선 주식회사 filed Critical 엘에스전선 주식회사
Priority to KR10-2003-0080278A priority Critical patent/KR100514656B1/ko
Publication of KR20050046248A publication Critical patent/KR20050046248A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100514656B1 publication Critical patent/KR100514656B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
    • B21C25/02—Dies
    • B21C25/025—Selection of materials therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B4/00—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts at different temperature; Force fits; Non-releasable friction-grip fastenings
    • F16B4/006—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts being at different temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

본 발명은 열간 압출 다이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이케이스의 내부에 다이팁을 열박음할 경우, 열처리강인 다이케이스와 초경재료 또는 공업용 다이아몬드인 다이팁의 열변형 차이에 의한 내부 응력이 발생되지 않아, 이러한 응력으로 인한 파손 등이 발생되지 않기 때문에, 제품의 수명과 신뢰도를 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

열간 압출 다이스{a dice for thermal induced exhaustion}
본 발명은 열간 압출 다이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이종 재질간의 열변형에 의한 응력 발생이 방지되도록 된 열간 압출 다이스에 관한 것이다.
열간 압출에 사용되는 다이스는 제품의 형성과 동시에 제품의 치수 및 표면 품질 등을 결정하는 중요한 요소이다.
일반적인 압출 다이스의 주요부는, 도 1에 도시된 바와 같이, 대체로 도입부(2)와 베어링부(4) 및 출구부(6)로 이루어진다.
이러한 압출 다이스는 원하는 형상으로 가공이 용이하여야 하는 특성과, 압출을 행할 때 형상이 제대로 만들어질 수 있도록 버티어주어야 하는 강도와 경도 특성 및 연속적 또는 장기적으로 사용 가능하도록 내마모성 특성 등이 요구된다.
이러한 특성을 충족시키기 위해 최근 들어 내마모성과 경도가 우수한 초경 재료가 많이 쓰이고 있으며, 절삭 공구의 팁으로 현존하는 재료 중에서 가장 좋은 내마모성을 갖는 공업용 다이아몬드를 주재료로 사용하고 있다.
이때, 상기 다이스는 내마모 특성 등이 우수한 초경이나 다이아몬드 재질을 전체 재료로 사용하는 경우, 가격이 고가이고 가공이 어려움은 물론 일반적인 선반이나 밀링 또는 드릴링 등의 작업 등이 원활하지 않고, 주로 방전 가공이나 와이어 커팅 등의 시간과 비용이 많이 드는 가공 공정이 요구되기 때문에, 상기 다이스 전체를 초경 재료나 공업용 다이아몬드로 제작하는 경우는 거의 없다.
따라서, 대부분의 압출 다이스는 가장 중요한 베어링부를 제외한 나머지 부분을 열처리강으로 구성한다.
도 2는 이렇게 여러 부분으로 나뉘어진 압출 다이스의 개략적인 구조를 도시한 단면 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 열간 압출 다이스는 통상 중앙부에 결합공(18)이 관통 형성된 다이케이스(15)와, 이 다이케이스(15)의 결합공(18)에 열박음되어 내장되며 그 중앙부에는 피압출물이 통과되는 압출공(19)이 관통 형성되는 다이팁(25)으로 구성된다.
그리고, 상기 다이팁(25)의 일측에는 고정링(30)이 구비된다.
도 2의 압출 다이스는 초경 재료 또는 공업용 다이아몬드로 이루어진 다이팁(25)과 다이케이스(15)가 조립 공차 및 사용중에 움직임을 방지하기 위하여, 도 3과 같이, 주로 열박음으로 조립된다.
즉, 상기 다이케이스(15)와 다이팁(25)은 적절한 공차를 가지고 제작된다.
이때, 상기 다이케이스(15)의 결합공(18)은 다이팁(25)이 억지 끼움되도록 다이팁(25)보다 상대적으로 직경이 약간 작은 음(-)의 공차를 적용하는 것이 보통이다.
이렇게 음의 공차를 적용하여 제작된 다이케이스(15)를 일정 온도의 챔버에 넣어 충분한 시간이 경과하면, 온도가 상승한 다이케이스(15)가 팽창하면서 결합공(18)이 팽창하게 되어, 상기 다이팁(25)을 다이케이스(15)의 결합공(18)에 끼워 결합할 수 있다.
다음으로, 이를 같은 챔버에 다시 투입하여 서서히 온도를 내려 상온까지 다다르면, 상기 다이케이스(15)가 수축하면서 결합공(18)의 내벽면이 다이팁(25)의 둘레벽을 가압하기 때문에, 다이스를 조립할 수 있다.
그런데, 이처럼 다이케이스(15)의 내부에 다이팁(25)을 열박음할 경우, 열처리강인 다이케이스(15)와 초경재료 또는 공업용 다이아몬드인 다이팁(25)의 열변형 차이에 의해 내부 응력이 불가피하게 발생된다.
상기 다이팁(25)을 감싸고 있는 열처리강인 다이케이스(15)는 그 열팽창계수가 약 12 - 14 μ/℃이고, 상기 다이팁(25)은 초경 재료인 경우 열팽창계수가 5 - 7μ/℃이고 공업용 다이아몬드인 경우 열팽창계수가 약 2 - 4μ/℃로서, 상기 다이케이스(15)의 열팽창계수가 다이팁(25)의 열팽창계수보다 크기 때문에, 상기 다이팁(25)이 압축되면서 특히 응력 집중 계수가 큰 다이팁(25)의 양단에서 큰 응력이 발생하게 된다.
따라서, 이러한 응력으로 인하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 다이팁(25)의 압출공(19) 주변에 크랙(1)과 같은 파손 등이 발생되기 때문에, 상기 다이팁(25)을 초경 또는 공업용 다이아몬드로 구성하고 다이케이스(15)는 열처리강의 이종 재질로 구성함으로써, 다이스의 수명을 높이고자 하는 원래의 의도를 충족시키지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열간 압출용 다이에서 열 변형 차이에 의한 응력 발생을 방지 하기 위하여 다이 주요부를 초경과 열처리강 또는 공업용 다이아몬드와 열처리강의 2단 구조로 구성하여 제품의 수명과 신뢰도를 현저히 향상시킬 수 있도록 한 열간 압출 다이스를 제공하고자 하는 것이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명은 중앙에 결합공이 관통 형성된 다이케이스와, 이 다이케이스의 결합공에 열박음으로 내장되며 그 중앙부에는 피압출물이 통과되는 압출공이 관통 형성된 다이팁을 포함하는 열간 압출 다이스에 있어서, 다이케이스의 결합공은 제 1결합공 및 제1결합공보다 직경이 크게 형성된 제 2결합공으로 이루어지고, 다이팁은 제 1결합공에 내장되는 제 1다이팁 및 다이케이스보다 열팽창 계수가 작은 재질로써 제 2결합공에 내장되는 제 2다이팁으로 이루어지되, 제 2결합공의 직경이 제 2다이팁의 직경보다 상대적으로 크게 이루어져, 제 2다이팁의 외주면과 제 2결합공의 내측 벽면 사이에 소정 간격 이격된 공간부인 공차가 형성되는 열간 압출 다이스를 제공하려는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.
도 5는 본 발명에 의한 다이스의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열간 압출 다이스는 중앙에 결합공(18,22)이 관통 형성된 다이케이스(15)와, 이 다이케이스(15)의 결합공(18,22)에 열박음으로 내장되며 그 중앙부에는 피압출물이 통과되는 압출공(19)이 관통 형성된 다이팁(25,35)을 포함하는 열간 압출 다이스에 있어서, 다이케이스(15)의 결합공(18,22)은 제 1결합공(18) 및 제1결합공(18)보다 직경이 크게 형성된 제 2결합공(22)으로 이루어지고, 다이팁(25)은 제 1결합공(18)에 내장되는 제 1다이팁(25) 및 다이케이스(15)보다 열팽창 계수가 작은 재질로써 제 2결합공(22)에 내장되는 제 2다이팁(35)으로 이루어지되, 제 2결합공(22)의 직경이 제 2다이팁(35)의 직경보다 상대적으로 크게 이루어져, 제 2다이팁(35)의 외주면과 제 2결합공(22)의 내측 벽면 사이에 소정 간격 이격된 공간부인 공차(45)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
도시된 바와 같이, 상기 열간 압출 다이스는 중앙에 결합공(18, 22)이 형성된 다이케이스(15)와, 이 다이케이스(15)의 결합공(18, 22)에 열박음으로 내장되며 그 중앙부에는 피압출물이 통과되는 압출공(19)이 관통 형성된 다이팁(25, 35)으로 구성된 것은 종래와 동일하다.
이때, 상기 다이케이스(15)는 그 중앙부의 결합공(18, 22)이 제 1 및 제 2결합공(18, 22)으로 구성되고, 상기 다이팁(25)은 각각 제 1 및 제 2다이팁(25, 35)으로 구성된다.
도 5와 같이, 다이스의 주요부를 이루는 다이팁(25, 35)을 이종 재질로 만들어서, 실제로 제품의 치수 및 표면 품질에 영향을 주는 베어링 부분인 제 2다이팁(35)부는 초경 또는 공업용 다이아몬드를 사용하고, 제 2다이팁(35)부의 하측 제 1다이팁(25)부는 다이케이스(15)와 같은 재질인 일반 열처리강을 사용한다.
또한, 상기 다이팁(25, 35)은 열박음하여 다이케이스(15)의 결합공(18, 22)에 고정되지만, 다이케이스(15)의 결합공(18, 22)을 이단으로 가공하여 다이팁(25)의 제 2다이팁(35)(다이스의 주요부인 베어링부)과 접하는 부분인 제 2결합공(22)은 제 2다이팁(35)보다 상대적으로 직경이 작은 음(-)의 공차를 갖지 않고, 오히려 열변형 차이를 고려하여 제 2다이팁(35)의 직경 보다 상대적으로 크게 형성된 양(+)의 공차로 가공한다.
따라서, 상기 제 2다이팁(35)의 외주면과 제 2결합공(22)의 내벽면 사이에 소정 간격 이격된 공간부인 양(+)의 공차(45)가 형성된다.
이때, 이러한 공차(45)는 두 재료의 열변형 차이와 다이케이스(15)의 크기 및 다이팁(25)의 크기와 사용 온도에 의해 결정된다.
그리고, 공차(45)의 결정은 다음과 같은 [수학식 1]에 의해 결정하게 된다.
[수학식 1]
다이케이스 공차 = D ×(A - B) ×(T - Tr)
(여기서, D : 다이팁 대표질이(다이팁의 수력 직경)
A : 제 1,2다이팁의 열팽창계수 중에서 큰 열팽창계수
B : 제 1,2다이팁의 열팽창계수 중에서 작은 열팽창계수
T : 압출시 사용온도
Tr : 상온 이다.)
위의 식을 이용하여 다이케이스(15)의 제 1결합공(18), 즉, 상기 다이팁(25, 35)의 제 1다이팁(25)이 내장되는 제 1결합공(18)은 음(-)의 공차를 설정하며, 이 제 1다이팁(25)의 상측인 제 2다이팁(35)은 양(+)의 공차(45)를 설정한다.
이때, 상기 [수학식 1]에서 계산된 기준값의 70 내지 130%의 범위 내로 공차(45)가 형성되는 것이 바람직하다.
실제로, 상기 제 1다이팁(25)이 원형인 경우 제 1다이팁(25)의 대표길이는 그 지름이 되며, 그 외의 경우에는 수력 직경의 개념을 사용한다.
실제로 다이케이스(15)의 허용 공차를 계산하면 다음과 같다.
1) 초경으로 만들어진 제 1,2다이팁(25, 35)의 지름이 30mm이고, 사용 온도가 500°C인 경우,
다이케이스의 공차 = 30 × (14 - 7) × 10e-6 × (500 - 30) ≒ 0.1mm
(강의 열팽창 계수: 12 - 14μ/℃, 초경의 열팽창 계수: 5 - 7μ/℃)
물론, 재료의 열팽창 계수는 측정하기에 따라 약간 다르므로, 위의 값은 약간의 여유를 두고 적용하는 것이 바람직하다.
2) 공업용 다이아몬드로 만들어진 제 1,2다이팁(25, 35)의 지름이 30mm이고, 사용 온도가 500°C인 경우,
다이케이스의 공차 = 30 × (14 - 4) × 10e-6 × (500 - 30) ≒ 0.15mm (다이아몬드의 열팽창 계수 : 2 - 4μ/℃)
물론, 위의 두 경우에 다이케이스(15)의 제 1결합공(18)은 음(-)의 공차(0.07mm)를 갖고 열박음을 적용한다.
이와 같이 구성된 상기 열간 압출 다이스에 의하면, 다이케이스(15)를 소정 온도의 챔버에 집어넣어 열팽창시킨 다음, 상기 제 1,2다이팁(25, 35)을 각각 열팽창된 다이케이스(15)의 제 1,2결합공(18, 22)에 각각 삽입되도록 제 1,2다이팁(25, 35)을 다이케이스(15)의 제 1,2결합공(18, 22) 각각에 끼우고, 이를 다시 같은 챔버에 넣어 서서히 온도를 내려 상온에 이르게 되면, 다이케이스(15)가 다시 수축되어 제 1,2다이팁(25, 35)이 다이케이스(15)의 제 1,2결합공(18, 22) 각각에 열박음된다.
이때, 상기 제 1다이팁(25)은 다이케이스(15)와 동일 재질인 열처리강으로 이루어져 열팽창계수가 같으므로, 제 1다이팁(25)이 제 1결합공(18)의 내벽면에 의해 응력이 가해지지 않는 한편, 제 2다이팁(35)의 외주면과 제 2결합공(22)의 내벽면 사이에 양(+)의 공차가 형성되어, 다이케이스(15)가 다시 수축하더라도, 이러한 수축력에 의해 제 2결합공(22)의 내벽면에 의해 무리한 제 2다이팁(35)에 무리한 외력이 가해지지 않게 되므로, 열처리강인 다이케이스(15)와 초경재료 또는 공업용 다이아몬드인 제 1,2다이팁(25, 35)의 열변형 차이에 의해 내부 응력이 발생되지 않게 된다.
그러므로, 이러한 응력으로 인한 파손 등이 발생되지 않기 때문에, 제품의 수명과 신뢰도를 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 다이케이스의 내부에 다이팁을 열박음할 경우, 열처리강인 다이케이스와 초경재료 또는 공업용 다이아몬드인 다이팁의 열변형 차이에 의해 내부 응력이 발생되지 않아, 이러한 응력으로 인한 파손 등이 발생되지 않기 때문에, 제품의 수명과 신뢰도를 현저히 향상시킬 수 있도록 된 새로운 구성의 열간 압출 다이스가 제공될 수 있다.
도 1은 종래 다이스의 주요부의 구조도.
도 2는 종래 다이스의 단면 사시도.
도 3은 종래 다이스의 열박음 상태를 도시한 평면도.
도 4는 종래 다이스의 파손형태도.
도 5는 본 발명에 의한 다이스의 개략적인 구성을 도시한 단면도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10. 다이케이스 18. 제 1결합공
22. 제 2결합공 25. 제 1다이팁
35. 제 2다이팁

Claims (3)

  1. 중앙에 결합공이 관통 형성된 다이케이스와, 이 다이케이스의 결합공에 열박음으로 내장되며 그 중앙부에는 피압출물이 통과되는 압출공이 관통 형성된 다이팁을 포함하는 열간 압출 다이스에 있어서,
    상기 다이케이스의 결합공은 제 1결합공 및 상기 제1결합공보다 직경이 크게 형성된 제 2결합공으로 이루어지고;
    상기 다이팁은 상기 제 1결합공에 내장되는 제 1다이팁 및 상기 다이케이스보다 열팽창 계수가 작은 재질로써 상기 제 2결합공에 내장되는 제 2다이팁으로 이루어지되;
    상기 제 2결합공의 직경이 상기 제 2다이팁의 직경보다 상대적으로 크게 이루어져, 상기 제 2다이팁의 외주면과 제 2결합공의 내측 벽면 사이에 소정 간격 이격된 공간부인 공차가 형성되는 것을 특징으로 하는 열간 압출 다이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이팁의 제 1다이팁과 제 2다이팁은 각각 열처리강과 초경재료로 이루어지거나, 또는 열처리강과 공업용 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간 압출 다이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2다이팁의 외주면과 제 2결합공의 내측 벽면 사이에 형성되는 공차는 아래 수학식 1에서 계산된 기준값의 70 내지 130%로 형성되는 것을 특징으로 하는 열간 압출 다이스.
    [수학식 1]
    다이케이스 공차 = D ×(A - B) ×(T - Tr)
    (여기서, D : 다이팁 대표질이(다이팁의 수력 직경)
    A : 제 1,2다이팁의 열팽창계수 중에서 큰 열팽창계수
    B : 제 1,2다이팁의 열팽창계수 중에서 작은 열팽창계수
    T : 압출시 사용온도
    Tr : 상온 이다.)
KR10-2003-0080278A 2003-11-13 2003-11-13 열간 압출 다이스 KR100514656B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0080278A KR100514656B1 (ko) 2003-11-13 2003-11-13 열간 압출 다이스

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0080278A KR100514656B1 (ko) 2003-11-13 2003-11-13 열간 압출 다이스

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050046248A KR20050046248A (ko) 2005-05-18
KR100514656B1 true KR100514656B1 (ko) 2005-09-14

Family

ID=37245661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0080278A KR100514656B1 (ko) 2003-11-13 2003-11-13 열간 압출 다이스

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100514656B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109226308A (zh) * 2018-10-29 2019-01-18 南通市新空间幕墙材料制造有限公司 一种铝片产品挤压成型模具
CN110560502B (zh) * 2019-07-11 2024-07-02 西安成立航空制造有限公司 一种基于开合式热挤压模具的加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050046248A (ko) 2005-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960015247B1 (ko) 축방향으로 상이한 재료특성의 구동부재가 고정되는 중공축
US4429926A (en) Thin-walled bearing bushings manufactured by a deep drawing process
US4287749A (en) Tapered extrusion die and method of forming the same
SK286633B6 (sk) Prírubové puzdro, spôsob jeho výroby a tvárniace zariadenie na výrobu prírub na puzdre
KR101194208B1 (ko) 롤, 롤 링 및 롤의 제조 방법
CN1135787A (zh) 冷却闸板
EP1787052B1 (en) Male element for a sealed threaded tubular connection
US5019114A (en) Moulding tool and method of making same
KR100514656B1 (ko) 열간 압출 다이스
CA2383964A1 (en) A metal member to be cast-wrapped and a method for manufacturing a metalmember to be cast-wrapped
JPS632531A (ja) 平歯車の製造方法
JPH08503892A (ja) 成形工具
US6061906A (en) Process for manufacturing a spool valve
JP4422707B2 (ja) 指輪製造方法及び指輪
HU216525B (hu) Üreges magfúró üreges hengeres hordozótesttel
JPH11347677A (ja) 押出用および鍛造用ダイス
KR100530936B1 (ko) 허브를 갖는 부재, 및 그 부재의 비절삭 제조 방법
US4689982A (en) Method for making a cage and the cage produced thereby
JP2001055956A (ja) ライナー付きシリンダブロック
JPH07148729A (ja) ダイヤモンドコアビット
JP2507242B2 (ja) 鋼製組合せオイルリングのサイドレ―ルの製造方法
JPS63149011A (ja) 押出用ダイス
JP2007044711A (ja) 超硬ダイスとその製造方法
JPH11303856A (ja) つば付軸受及びその製造方法
JPH0790264B2 (ja) 押出用ダイス

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee