KR101008483B1 - 압인금형 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미분상의 다이아몬드에 코발트계 바인더를 혼합하여 소결한 코아를 제작한 후, 이를 와이어 방전가공에 의해 홀을 형성하여 주화 제작용 코아를 완성하며, 또한 상기 코아가 내삽되어 지지 고정되는 코아링을 수냉 담금질 후 다단계의 뜨임 열처리 공정을 거쳐 주화제조용 압인금형 제작 함으로써, 상기 주화제조용 압인금형의 수명을 가일층 연장시킬 수 있도록 하며, 특히 미분상의 다이아몬드에 코발트계 바인더를 혼합하여 소결한 코아에 의하여 무윤활 상태에서도 상기 미분상의 다이아몬드 자체의 특성에 의해, 별도의 윤활유를 주입할 필요없이 자체의 윤활특성에 의해 주화 압인공정시, 비철금속을 소재로 한 주화가 코아에 고착되는 현상을 방지하고, 이에 따라 원활한 주화 압인작업을 수행할 수 있도록한 압인금형 제작방법에 관한 것이다.

그 기술적인 구성은, 미분상의 다이아몬드 90~97중량%에 코발트계 바인더를 10~3중량% 혼합하여 소결한 코아를 성형하고, 상기 코아 내부에 주화의 펀칭 제작을 위한 주화 삽입홀을 와이어 방전가공에 의해 1차 제작하며, 상기 와이어 방전가공에 의해 1차 제작된 코아의 주화 삽입홀인 내경 및 외경을 미세 다이아몬드 입자를 이용한 연삭가공과 래핑 가공을 수행하여 코아를 제작하고, 상기 코아가 내삽되어 지지 고정토록 금형강(die steel)으로 이루어진 코아링을 자동 정밀제어 선반을 통한 절삭가공에 의해 제작한 후, 상기 코아링을 진공열처리에 의해 980~1100℃에서 수냉 담금질하고, 코아링의 연성을 부여하기 위하여 1차 뜨임 열처리를 530~550℃에서 수행하며, 2차 뜨임 열처리는 600~620℃ 사이에서 수행하는 한편, 3차 뜨임 열처리를 570~580℃에서 수행하고, 이때 상기 뜨임 열처리의 유지시간은 1차, 2차 뜨임은 소입시간 대비 1.7~2배의 시간으로 3차 뜨임은 1, 2차 뜨임보다 2배의 시간으로 설정하여, 로크웰 경도(HRC) 45~47으로 이루어지는 코아링을 다단 뜨임 열처리하며, 상기 가공 완료된 코아링을 650～800℃로 가열하여 상기 코아링의 열팽창을 이용하여 내부에 코아를 결합시키고, 코아링 내부에 코아가 결합된 주화제조용 압인금형을 상온으로 냉각후 연삭 및 연마작업을 통하여 압입금형을 완성하는 것을 요지로 한다.

코아, 주화 삽입홀, 코아링, 펀칭

Description

압인금형 제작방법{A Manufacture Method of Mold}

본 발명은 내구성 및 마찰특성이 가일층 향상될 수 있는 압인금형 제작방법에 관한 것으로 이는 특히, 미분상의 다이아몬드에 코발트계 바인더를 혼합하여 소결한 코아를 제작한 후, 이를 와이어 방전가공에 의해 홀을 형성하여 코아를 완성하며, 또한 상기 코아가 내삽되어 지지 고정되는 코아링을 수냉 담금질 후 다단계의 뜨임 열처리 공정을 거쳐 압인금형 제작 함으로써, 상기 압인금형의 수명을 가일층 연장시킬 수 있도록 하며, 특히 미분상의 다이아몬드에 코발트계 바인더를 혼합하여 소결한 코아에 의하여 무윤활 상태에서도 상기 미분상의 다이아몬드 자체의 특성에 의해, 별도의 윤활유를 주입할 필요없이 자체의 윤활특성에 의해 주화 압인공정시, 비철금속을 소재로 한 주화가 코아에 고착되는 현상을 방지하고, 이에 따라 원활한 주화 압인작업을 수행할 수 있도록한 압인금형 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 알려져있는 비철금속을 소재로한 주화에 있어서는 이를 제작시, 주화 압인용 금형을 금형강 또는 초경합금으로 구성하여, 그 내부에 비철금속으로 구성되는 주화 소재를 투입 및 압인 가공함으로써, 주화를 제작하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 비철금속으로 구성되는 주화는 이를 압인용 금형내에 투입하여 압인 가공시, 주화의 소재인 비철금속의 전성 및 연성으로 인하여, 압인되는 비철금속 소재의 주화가 압인용 금형 내부에 달라붙어 고착화 되는 현상이 발생되며, 이로 인한 주화의 압인 공정시 불량 주화가 빈번하게 발생하게 되고, 이에따라 주화 압인공정의 작업성이 크게 저하되는 단점이 있는 것이다.

따라서, 상기와같은 압인 금형의 내부에 주화 소재인 비철금속의 고착화 발생을 방지하기 위하여 최근에는, 상기 압입 금형의 내부에 윤활유를 정밀 주입하여 상기 주화 소재인 비철금속이 달라붙어 고착화 되는 현상을 방지토록 하고 있으나, 압인 금형의 내부에 정밀 주유된 윤활유의 오염으로 인하여, 주화의 표면 불량이 빈번하게 발생하게 되는등 많은 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 미분상의 다이아몬드에 코발트계 바인더를 혼합하여 소결한 코아를 제작한 후, 이를 와이어 방전가공에 의해 홀을 형성하여 주화 제작용 코아를 완성하며, 또한 상기 코아가 내삽되어 지지 고정되는 코아링을 수냉 담금질 후 다단계의 뜨임 열처리 공정을 거쳐 압인금형 제작 함으로써, 상기 압인금형의 수명을 가일층 연장시킬 수 있도록 하며, 특히 미분상의 다이아몬드에 코발트계 바인더를 혼합하여 소결한 코아에 의하여 무윤활 상태에서도 상기 미분상의 다이아몬드 자체의 특성에 의해, 별도의 윤활유를 주입할 필요없이 자체의 윤활특성에 의해 주화 압인공정시, 비철금속을 소재로 한 주화가 코아에 고착되는 현상을 방지하고, 이에따라 원활한 주화 압인작업을 수행할 수 있는 압인금형 제작방법을 제공 하는데에 있다.

또한 상기 발명의 다른 목적은 주화 제조공정 중 선공정으로 주화용 소전 제조공정에서 판상 소재의 소전 제조 펀칭작업 수행시 소전이 상기 코아 내부에 고착되는 현상을 방지하고 이에 따라 주화용 소전제조의 원활한 펀칭작업을 수행가능하게 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 압인금형 제작방법에 있어서,

미분상의 다이아몬드 90~97중량%에 코발트계 바인더를 10~3중량% 혼합하여 소결한 코아를 성형하고, 상기 코아 내부에 주화의 펀칭 제작을 위한 주화 삽입홀을 와이어 방전가공에 의해 1차 제작하는 단계;

상기 와이어 방전가공에 의해 1차 제작된 코아의 주화 삽입홀인 내경 및 외경을 미세 다이아몬드 입자를 이용한 연삭가공과 래핑 가공을 수행하여 코아를 제작하는 단계;

상기 코아가 내삽되어 지지 고정토록 코아링을 자동 정밀제어 선반을 통한 절삭가공에 의해 제작한 후, 상기 코아링을 진공열처리에 의해 980~1100℃에서 수냉 담금질하고, 코아링의 연성을 부여하기 위하여 1차 뜨임 열처리를 530~550℃에서 수행하며, 2차 뜨임 열처리는 600~620℃ 사이에서 수행하는 한편, 3차 뜨임 열처리를 570~580℃에서 수행하여 코아링을 다단 뜨임 열처리하는 단계;

상기 가공 완료된 코아링을 650～800℃로 가열하여 상기 코아링의 열팽창을 이용하여 내부에 코아를 결합시키는 단계;

코아링 내부에 코아가 결합된 압인금형을 상온으로 냉각후 연삭 및 연마작업을 통하여 압입금형을 완성하는 단계; 및

상기 코아링 내부에 결합된 코아에 판상의 비철금속 소재를 펀칭하는 소전의 펀칭 단계;를 포함하여 제작되는 것을 특징으로 하는 압인금형 제작방법을 마련함에 의한다.

삭제

상기 3차 뜨임 열처리에서 로크웰경도(HRC)가 높을 경우에는 상기 3차 뜨임 열처리 온도보다 10℃정도 낮은 560~570℃에서 뜨임 열처리를 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 코아링의 뜨임 열처리 유지시간은 1차, 2차 뜨임은 소입시간 대비 1.7~2배의 시간으로 3차 뜨임은 1, 2차 뜨임보다 2배의 시간으로 설정하여, 로크웰 경도(HRC) 45~47으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 압인금형 제작방법에 의하면, 미분상의 다이아몬드에 코발트계 바인더를 혼합하여 소결한 코아를 제작한 후, 이를 와이어 방전가공에 의해 홀을 형성하여 주화 제작용 코아를 완성하며, 또한 상기 코아가 내삽되어 지지 고정되는 코아링을 수냉 담금질 후 다단계의 뜨임 열처리 공정을 거쳐 압인금형 제작 함으로써, 상기 압인금형의 수명을 가일층 연장시킬 수 있도록 하며, 특히 미분상의 다이아몬드에 코발트계 바인더를 혼합하여 소결한 코아에 의하여 무윤활 상태에서도 상기 미분상의 다이아몬드 자체의 특성에 의해, 별도의 윤활유를 주입할 필요없이 자체의 윤활특성에 의해 주화용 소전제조 펀칭공정 및 주화 압인공정시, 비철금속을 소재로 한 주화가 코아에 고착되는 현상을 방지하고, 이에따라 원활한 주화 압인작업을 수행할 수 있는 우수한 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 압인금형인 코아링 및 그 내부에 결합되는 코아의 분리 구조도 도 2는 본 발명인 압인금형인 코아링 및 코아의 결합상태 정단면 구조도로서, 미분상의 다이아몬드 90~97중량%에 코발트계 바인더를 10~3중량% 혼합하여 소결한 코아(1)를 성형 제작하게 되며, 이때 상기 코아(1) 내부에 주화의 펀칭 제작을 위한 주화 삽입홀(2)을 와이어 방전가공에 의해 1차 제작하게 된다.

상기 코아(1)는 미분상의 다이아몬드가 97중량% 이상일 경우에는 더욱 우수한 반면에, 미분상의 다이아몬드에 침투하여 상호 결합시키는 코발트계 바인더가 3중량% 이하가 되어, 미분상의 다이아몬드가 치밀한 상태로 결합이 불가능하게 되며, 또한 상기 미분상의 다이아몬드가 90중량% 이하일 경우에는, 미분상의 다이아몬드가 너무 적게되어, 주화의 압인 제조시 쉽게 주화의 소재인 비철금속이 쉽게 달라붙게 되는데 기인한다.

따라서, 다이아몬드와 주화의 소재인 비철금속의 젖음성(wettability)이 낮은 특성을 이용하여, 상기 미분상의 다이아몬드 90~97중량%에 코발트계 바인더를 10~3중량% 혼합하여 소결하는 것이 바람직하며, 상기 와이어 방전가공에 의해 1차 제작된 코아(1)의 주화 삽입홀(2)인 내경 및 외경을 미세 다이아몬드 입자를 이용한 연삭가공과 래핑 가공을 수행하여 코아(1)를 제작한다.

또한, 자동 정밀제어 선반에 의한 절삭가공에 의해 금형강 또는 특수강을 이용하여 코아링(3)을 정밀 제작하게 되며, 상기와 같이 정밀 제작된 코아링(3)은 진공 열처리에 의해 980~1100℃에서 수냉 담금질 작업을 수행한 후, 상기 코아링(3)의 연성을 부여하기 위하여 1차 뜨임 열처리를 530~550℃에서 수행하여 로크웰 경도(HRC) 54~55를 형성하도록 하고, 재차 2차 뜨임 열처리는 600~620℃ 사이에서 수행하여 로크웰 경도(HRC) 45.5~46.5로 설정한다.

계속해서, 3차 뜨임 열처리를 570~580℃에서 수행하고, 이때 상기 뜨임 열처리의 유지시간은 1차, 2차 뜨임은 소입시간 대비 1.7~2배의 시간으로 3차 뜨임은 1, 2차 뜨임보다 2배의 시간으로 설정하여, 로크웰 경도(HRC) 45~47으로 이루어지는 코아링(3)을 다단 뜨임 열처리를 통하여 제작한다.

한편, 상기 3차 뜨임에서 로크웰 경도(HRC)가 높은 경우에는, 상기 3차 온도보다 10℃정도 낮은 560~570℃에서 뜨임 열처리를 수행하여, 상기 코아링(3)의 연성을 부여하게 되며, 이때 상기 뜨임 열처리의 유지시간은 1차, 2차 뜨임은 소입시간대비 1.7~2배의 시간으로 3차, 4차 뜨임은 1, 2차 뜨임보다 2배정도의 시간으로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 코아링(3)은 1차 내지 3차 도는 4차 뜨임 열처리 작업을 수행함으로써, 점차로 경도가 낮으면서 연성이 부여되도록 하여, 빈번한 압입공정에 의한 내충격성이 우수하게 이루어질 수 있도록 한다.

상기와 같이, 가공 완료된 코아링(3)은 650～800℃로 가열하여, 상기 코아링 의 열팽창을 이용하여 그 내부에 코아(1)를 열박음에 의해 결합 시키게 되며, 상기와 같이 코아링(3) 내부에 코아(1)가 결합된 주화제조용 압인금형은, 이를 상온으로 냉각 후 연삭 및 연마작업을 통하여 완성함으로써, 무윤활 상태에서도 상기 미분상의 다이아몬드 자체의 특성에 의해, 별도의 윤활유를 주입할 필요없이 자체의 윤활특성에 의해 주화 압인공정시, 주화가 상기 코아 내부에 고착되는 현상을 방지하고, 이에따라 원활한 주화 압인작업을 수행할 수 있는 것이다.

또한 주화 제조공정 중 선공정으로 주화용 소전 제조공정에서 판상 소재의 소전 제조를 위한 펀칭작업 수행시 소전이 상기 코아 내부에 고착되는 현상을 방지하고 이에 따라 원활한 펀칭작업을 수행가능하게 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 압인금형인 코아링 및 그 내부에 결합되는 코아의 분리 구조도.

도 2는 본 발명인 압인금형인 코아링 및 코아의 결합상태 정단면 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1...코아 2...주화 삽입홀

3...코아링

Claims (8)

1. 압인금형 제작방법에 있어서,

   미분상의 다이아몬드 90~97중량%에 코발트계 바인더를 10~3중량% 혼합하여 소결한 코아를 성형하고, 상기 코아 내부에 주화의 압인을 위한 주화 삽입홀을 와이어 방전가공에 의해 1차 제작하는 단계;

   상기 와이어 방전가공에 의해 1차 제작된 코아의 주화 삽입홀인 내경 및 외경을 미세 다이아몬드 입자를 이용한 연삭가공과 래핑 가공을 수행하여 코아를 제작하는 단계;

   상기 코아가 내삽되어 지지 고정토록 금형강으로 이루어진 코아링을 자동 정밀제어 선반을 통한 절삭가공에 의해 제작한 후, 상기 코아링을 진공열처리에 의해 980~1100℃에서 수냉 담금질하고, 코아링의 연성을 부여하기 위하여 1차 뜨임 열처리를 530~550℃에서 수행하며, 2차 뜨임 열처리는 600~620℃ 사이에서 수행하는 한편, 3차 뜨임 열처리를 570~580℃에서 수행하여 코아링을 다단 뜨임 열처리하는 단계;

   상기 가공 완료된 코아링을 650～800℃로 가열하여 상기 코아링의 열팽창을 이용하여 내부에 코아를 결합시키는 단계;

   코아링 내부에 코아가 결합된 주화제조용 압인금형을 상온으로 냉각후 연삭 및 연마작업을 통하여 압입금형을 완성하는 단계; 및

   상기 코아링 내부에 결합된 코아에 판상의 비철금속 소재를 펀칭하는 소전의 제조를 위한 펀칭 단계;를 포함하여 제작되는 것을 특징으로 하는 압인금형 제작방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 코아링의 뜨임 열처리 유지시간은 1차, 2차 뜨임은 소입시간 대비 1.7~2배의 시간으로 3차 뜨임은 1, 2차 뜨임보다 2배의 시간으로 설정하여, 로크웰 경도(HRC) 45~47으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압인금형 제작방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 3차 뜨임 열처리에서 로크웰경도(HRC)가 높을 경우에는 상기 3차 뜨임 열처리 온도보다 10℃정도 낮은 560~570℃에서 뜨임 열처리를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 압인금형 제작방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 압인금형은 미분의 다이아몬드와 비철금속과의 낮은 젖음성을 이용하여 무윤활상태에서 상기 비철금속 소재의 고착 현상을 방지토록 하는 것을 특징으로 하는 압인금형 제작방법.
8. 삭제

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