KR101279783B1 - Joining method of a different material - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종소재접합방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경도(硬度)가 상이한 이종의 소재(素材) 예컨대, 하이브리드 자동차용 배터리의 플러그인 터미널 소재인 구리(Cu)와 알루미늄(Al)을 접착 또는 용접을 하지 않고, 단조성형(鍛造成形)하여 견고히 접합시키는 이종소재접합방법에 관한 것이다.
본 발명은 상대적으로 경도가 상이한 이종소재의 접합방법에 있어서, 단조과정에서 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 스며들 수 있는 공간을 제공하여 이종소재를 결합시키는 침투부(11b)를 형성하는 침투부 형성단계(S100); 상기 침투부(11b)가 형성된 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)의 접합단(12a)을 끼워서 조립하는 이종소재 조립단계(S200); 조립된 이종소재 중 저경도소재(12)를 금형(20)에 인서트 시키고 상방에서 프레스(30)로 고경도소재(11)를 펀칭하여, 압력에 의해 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 고경도소재(11)의 침투부(11b)로 스며들어 결합되어지게 함과 동시에 고경도 소재의 외형을 1차 성형하는 단조성형단계(S300);를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.
The present invention relates to a method for joining dissimilar materials, and more particularly, to bond dissimilar materials having different hardness, such as copper (Cu) and aluminum (Al), which are plug-in terminal materials for hybrid vehicle batteries. The present invention relates to a method for joining dissimilar materials in which forging is performed without welding, and is firmly joined.
The present invention provides a space in which the low hardness material 12 can penetrate into the outer diameter of the bonding end 11a of the high hardness material 11 in the forging process in the bonding method of heterogeneous materials having relatively different hardness. Penetrating part forming step of forming a penetrating part (11b) to combine the heterogeneous material (S100); Heterogeneous material assembly step (S200) of assembling the bonding end (12a) of the low hardness material 12 in the outer diameter of the bonding end (11a) of the high hardness material (11) formed with the penetrating portion (11b); Among the assembled dissimilar materials, the low hardness material 12 is inserted into the mold 20 and the high hardness material 11 is punched by the press 30 from above, and the low hardness material 12 is deformed by pressure to form a high diameter. It is characterized in that it comprises a; forging step (S300) for the first shape of the appearance of the high-hardness material at the same time to be infiltrated into the penetrating portion (11b) of the ceramic material (11).

Description

이종소재접합방법{JOINING METHOD OF A DIFFERENT MATERIAL} Joining materials of different materials {JOINING METHOD OF A DIFFERENT MATERIAL}

본 발명은 이종소재접합방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경도(硬度)가 상이한 이종의 소재(素材) 예컨대, 하이브리드 자동차용 배터리의 플러그인 터미널 소재인 구리(Cu)와 알루미늄(Al)을 접착 또는 용접을 하지 않고, 단조성형(鍛造成形)하여 견고히 접합시키는 이종소재접합방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for joining dissimilar materials, and more particularly, to bond dissimilar materials having different hardness, such as copper (Cu) and aluminum (Al), which are plug-in terminal materials for hybrid vehicle batteries. The present invention relates to a method for joining dissimilar materials in which forging is performed without welding, and is firmly joined.

일반적으로, 이종의 소재 즉, 경도(硬度)가 상이한 소재를 접합시키는 방법에는 여러 가지 방법이 적용 되어질 수 있다.In general, various methods may be applied to joining different materials, that is, materials having different hardness.

특히, 일측 면에 전극과 결합되는 부위를 제공하는 연결단자가 마련되고 타측 면에 전극을 배터리에 고정시키는 한편, 외부의 전선이 연결되는 부위를 제공하는 나사부가 마련된 부피체로 이루어진 하이브리드 자동차용 배터리의 플러그인 터미널 소재인 구리와 알루미늄을 접합시키는 방법으로는 주로 마찰용접(摩擦鎔接)방법이 적용된다.In particular, the hybrid terminal of the hybrid vehicle battery consisting of a volume provided with a connecting terminal for providing a portion that is coupled to the electrode on one side and a screw portion for fixing the electrode to the battery on the other side, while providing a portion for connecting the external wires Friction welding method is mainly applied to join copper and aluminum which are plug-in terminal materials.

상기의 마찰용접방법은 마찰열을 이용하여 금속을 접합하는 용접방법으로서, 두 소재를 맞대어 압력을 주면서 회전시켜, 그때 나오는 마찰열로 탄소강, 합금강 따위로 된 회전체공구를 연결하는 방법이다. The friction welding method is a welding method for joining metals using frictional heat. The friction welding method is a method of connecting a rotating body tool made of carbon steel and alloy steel with frictional heat, which is rotated while applying pressure against two materials.

그러나, 상기와 같은 종래 이종의 소재를 접합하는데 이용되는 마찰용접방법은 마찰용접 전에 소재를 절단하여, 접합되어질 면을 가공하고 길이도 동일하게 하는 등 용접조건을 세세하게 세팅하여 만들어주는 사전작업이 번거로워 생산성이 낮은 문제점이 있다.However, in the conventional friction welding method used to join different kinds of materials as described above, it is cumbersome to make the welding conditions finely by cutting the material before the friction welding, processing the surface to be joined and making the same length. There is a problem of low productivity.

또한, 용접이 된 후에 접합상태를 확인하여야 하나, 이를 위해서는 비파괴 검사(방사선을 통한 단층 촬영 등 고가의 장비에 의해)를 통한 작업 외에는 불가능하므로, 사실상 불가능한 문제점이 있다.In addition, the welding state should be checked after welding, but for this purpose, it is impossible except for work through non-destructive inspection (by expensive equipment such as tomography through radiation).

또한, 접합상태가 좋지 않으면 접합부위가 균열되면서 탈리되는 등 파손이 발생하는 치명적인 문제점이 있다.In addition, if the bonding state is not good, there is a fatal problem that breakage occurs, such as detached while the joint is cracked.

또한, 접합 후에도 절삭 가공하여 단조작업을 진행할 수 있도록 가공하여 단조 작업이 이루어져 하므로, 제조 작업이 번거로움은 물론, 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
In addition, since the forging operation is made by cutting so as to progress the forging operation after cutting, there is a problem that the manufacturing work is cumbersome and the productivity is significantly lowered.

상기와 같은 종래 이종소재접합방법의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 경도가 상이한 이종의 소재 예컨대, 하이브리드 자동차용 배터리의 플러그인 터미널 소재인 구리(Cu)와 알루미늄(Al)을 접착 또는 용접을 하지 않고 단조성형을 통해 견고히 접합시키는 이종소재접합방법을 제공하는데 목적을 두고 있다.
In order to solve the problems of the conventional heterogeneous material bonding method as described above, the present invention does not bond or weld heterogeneous materials having different hardness, for example, copper (Cu) and aluminum (Al), which are plug-in terminal materials of a hybrid vehicle battery. The objective is to provide a method for joining heterogeneous materials that is firmly bonded through forging.

이러한 목적 달성을 위한 본 발명은 상대적으로 경도가 상이한 이종소재의 접합방법에 있어서, 단조과정에서 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 스며들 수 있는 공간을 제공하여 이종소재를 결합시키는 침투부(11b)를 형성하는 침투부 형성단계(S100); 상기 침투부(11b)가 형성된 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)의 접합단(12a)을 끼워서 조립하는 이종소재 조립단계(S200); 조립된 이종소재 중 저경도소재(12)를 금형(20)에 인서트 시키고 상방에서 프레스(30)로 고경도소재(11)를 펀칭하여, 압력에 의해 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 고경도소재(11)의 침투부(11b)로 스며들어 결합되어지게 함과 동시에 고경도 소재의 외형을 1차 성형하는 단조성형단계(S300);를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.
In the present invention for achieving the above object, in the bonding method of heterogeneous materials having different hardness, the low hardness material 12 soaks into the outer shape of the bonding end 11a of the high hardness material 11 during the forging process. Penetrating part forming step of forming a penetrating part (11b) to provide a space to combine the heterogeneous material (S100); Heterogeneous material assembly step (S200) of assembling the bonding end (12a) of the low hardness material 12 in the outer diameter of the bonding end (11a) of the high hardness material (11) formed with the penetrating portion (11b); Among the assembled dissimilar materials, the low hardness material 12 is inserted into the mold 20 and the high hardness material 11 is punched by the press 30 from above, and the low hardness material 12 is deformed by pressure to form a high diameter. It is characterized in that it comprises a; forging step (S300) for infiltrating into the penetrating portion (11b) of the ceramic material 11 and at the same time as the primary shape of the high hardness material.

상기와 같은 과제해결수단에 의해 본 발명은 경도가 상이한 이종소재의 접합을 마찰용접방법이 아닌 단조성형을 통해 접합시킴으로써, 접합부위 가공과 관련된 사전 준비작업을 간소화하여 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.The present invention by the problem solving means as described above by joining the heterogeneous materials of different hardness by forging rather than the friction welding method, it is possible to improve the workability and productivity by simplifying the preliminary preparatory work related to the processing of the joint. have.

또한, 고경도소재의 침투부에 저경도소재가 형체 변형되면서 스며들어 결합됨으로써, 외부 압력에 의해 접합상태가 와해되는 것이 방지되어 견고한 접합상태를 유지할 수 있다. In addition, the low hardness material penetrates into the penetrating portion of the high hardness material while penetrating and deforming, thereby preventing the bonding state from being broken by external pressure, thereby maintaining a firm bonding state.

또한, 단조성형과정에서 접합이 이루어지므로, 접합공정 후 별도의 단조성형을 진행해야하는 작업상의 번거로움을 해소하고 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the joining is made in the forging process, it is possible to eliminate the work forcing the need to proceed a separate forging after the joining process and improve productivity.

또한, 고경도소재 외경에 침투부를 형성함으로써, 내경에 침투부를 형성하는 가공방법에 비해 사전준비작업과 관련된 가공의 용이함으로 향상시킬 수 있다.
Further, by forming the penetrating portion in the outer diameter of the high hardness material, it is possible to improve the ease of processing associated with the preliminary preparation work compared to the processing method for forming the penetrating portion in the inner diameter.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진행단계를 간략히 순서대로 도시한 순서블럭도.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 진행단계 및 결과물을 보다 구체적으로 도시한 단면도 및 사시도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 트리밍단계가 더 포함되어 진행되는 상태 및 결과물을 도시한 사시도.
도 10은 본 발명에 의해 얻어진 접합된 이종소재의 결과물을 예시적으로 도시한 사시도.
1 is a sequence block diagram showing a simplified sequence of steps in accordance with an embodiment of the present invention.
2 to 7 is a cross-sectional view and a perspective view showing in more detail the progress step and the result according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are a perspective view showing a state and the result of the further progress of the trimming step in an embodiment of the present invention.
10 is a perspective view illustratively showing the resultant of the joined dissimilar material obtained by the present invention.

이와 같이 제시한 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다. The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명은 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 상대적으로 경도가 상이한 이종소재의 접합방법에 있어서, 단조과정에서 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 스며들 수 있는 공간을 제공하여 이종소재를 결합시키는 침투부(11b)를 형성하는 침투부 형성단계(S100); 상기 침투부(11b)가 형성된 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)의 접합단(12a)을 끼워서 조립하는 이종소재 조립단계(S200); 조립된 이종소재 중 저경도소재(12)를 금형(20)에 인서트 시키고 상방에서 프레스(30)로 고경도소재(11)를 펀칭하여, 압력에 의해 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 고경도소재(11)의 침투부(11b)로 스며들어 결합되어지게 함과 동시에 고경도 소재의 외형을 1차 성형하는 단조성형단계(S300);를 포함하여 진행될 수 있다.First, as shown in FIG. 1, the present invention provides a method of joining heterogeneous materials having different hardnesses, wherein the low hardness material 12 is formed at the outer diameter of the bonding end 11a of the high hardness material 11 during the forging process. Penetrating part forming step of forming a penetrating part (11b) to combine the heterogeneous material by providing a space that can penetrate into the shape deformation; Heterogeneous material assembly step (S200) of assembling the bonding end (12a) of the low hardness material 12 in the outer diameter of the bonding end (11a) of the high hardness material (11) formed with the penetrating portion (11b); Among the assembled dissimilar materials, the low hardness material 12 is inserted into the mold 20 and the high hardness material 11 is punched by the press 30 from above, and the low hardness material 12 is deformed by pressure to form a high diameter. It may be proceeded to include; forging step (S300) for the first shape of the appearance of the high-hardness material at the same time as to penetrate into the penetrating portion (11b) of the ceramic material (11).

여기서, 본 발명이 실시되어 성형될 이종소재인 성형물품(10) 중 상기 고경도소재(11)는 구리(Cu)일 수 있고, 저경도소재(12)는 알루미늄(Al)일 수 있다.The high hardness material 11 may be copper (Cu), and the low hardness material 12 may be aluminum (Al).

한편, 본 발명 중 상기 침투부 형성단계(S100)는 핀 형태로 가공되어 제공되는 고경도소재(11)인 구리의 일측 단부 즉, 접합단(11a)의 외경에 환홈 형상의 침투부(11b)를 형성할 수 있다.On the other hand, the penetrating part forming step (S100) of the present invention is the one side end of copper, that is, the high-hardness material 11 is provided in the form of a pin, that is, the annular groove-shaped penetrating portion (11b) in the outer diameter of the junction (11a) Can be formed.

이때, 상기 침투부(11b)일 수 있는 환홈은 원형일 수 도 있고, 타원일 수 도 있고, 다각형일 수 도 있으며, 톱니(기어)형상일 수 도 있으며, 그 형성 위치를 서로 달리하면서 복수개(2줄 3줄)가 형성될 수 있다.In this case, the annular groove that may be the penetrating portion 11b may be circular, elliptical, polygonal, or toothed, and the plurality of circular grooves may be formed at different positions. 2 lines 3 lines) can be formed.

또한, 상기 접합단(11a) 외경 자체가 원형일 수 도 있고, 타원일 수 도 있고, 다각형일 수 도 있으며, 톱니(기어)형상일 수 도 있다.In addition, the outer diameter itself of the junction end 11a may be circular, elliptical, polygonal, or toothed.

그러면, 단조과정에서 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 스며들어, 이종소재를 결합 즉, 접합시킬 수 있다.Then, in the forging process, the low hardness material 12 penetrates into the shape of the low hardness material 12 at the outer diameter of the bonding end 11a of the high hardness material 11, thereby bonding, ie, bonding the different materials.

또 한편, 본 발명 중 상기 이종소재 조립단계(S200)는 핀 내지는 봉 형태로 제공되는 고경도소재(11)인 구리의 침투부(11b)가 형성된 접합단(11a) 외경에 일측 단은 개방되고 타측 단은 차단된 캡 형태로 제공되는 저경도소재(12)인 알루미늄을 끼워서 고정시킬 수 있다.On the other hand, the dissimilar material assembly step (S200) of the present invention, one end is open to the outer diameter of the bonding end (11a) formed of the copper penetrating portion (11b) of the high hardness material 11 provided in the form of pins or rods The other end may be fixed by inserting aluminum, which is a low hardness material 12 provided in the form of a blocked cap.

이때까지는 고경도소재(11)와 저경도소재(12)가 조립만 되어지고 접합은 이루어지지 않은 상태이다.Until this time, only the high hardness material 11 and the low hardness material 12 are assembled, but the bonding is not made.

또 한편, 본 발명 중 상기 단조성형단계(S300)는 이종소재 중 저경도소재(12)의 직경 보다 큰 직경의 금형(20)에 저경도소재(12)를 인서트 시키고, 금형 상방으로 고경도소재(11)를 노출시키는 준비단계(S310); 상기 금형(20) 상방으로 노출된 고경도소재(11)의 수직 방향에서 프레스(30)가 하강하여 가압을 통해 저경도소재(12)에 압력을 가해 형체 변형시켜 고경도소재(11)의 침투부(11b)로 파고들면서 스며들어 결합되어지게 하되, 저경도소재(12)의 변형침투 후 더 하강하여 가중되는 압력을 통해 프레스(30)의 형상에 따라 고경도소재(11)를 형체 변형시켜 성형하는 성형단계(S320);를 포함하여 진행될 수 있다.On the other hand, the forging molding step (S300) of the present invention inserts the low hardness material 12 in the mold 20 having a diameter larger than the diameter of the low hardness material 12 of the heterogeneous material, the high hardness material above the mold 11 preparing to expose (S310); The press 30 descends in the vertical direction of the high hardness material 11 exposed above the mold 20 to apply pressure to the low hardness material 12 through pressurization to deform the mold to penetrate the high hardness material 11. While penetrating into the portion (11b) to be infiltrated and coupled, the deformation of the high hardness material (11) in accordance with the shape of the press 30 through the pressure that is further lowered and lowered after the deformation penetration of the low hardness material (12) Molding step (S320) to form; can be carried out including.

이때, 상기 단조성형단계(S300)는 냉간단조성형(冷間鍛造成形)일 수 있다. 즉, 재료의 재결정 온도 이하의 저온 또는 실온(상온)에서 단조성형을 실시할 수 있다.At this time, the forging step (S300) may be cold forging (형 成形). That is, forging molding can be performed at a low temperature or room temperature (room temperature) below the recrystallization temperature of the material.

또한, 상기 금형(20)의 내측 하부면은 원뿔 형태로 상방 돌출되어 저경도소재(12)의 하단부에 원뿔형태의 홈인 리벳홈(12b)을 형성시켜, 차후 완성된 소재를 다른 물품과 리벳 결합시킬 수 있도록 할 수 도 있다.In addition, the inner lower surface of the mold 20 protrudes upward in a conical shape to form a rivet groove 12b, which is a conical groove at the lower end of the low hardness material 12, to subsequently rivet the finished material with other articles You can also make it work.

또한, 상기 금형(20)의 상부 외곽면 즉, 프레스(30)와 대응되는 면에는 상기 고경도소재(11)의 형상을 결정하는 형상을 가질 수 도 있다.In addition, the upper outer surface of the mold 20, that is, the surface corresponding to the press 30 may have a shape for determining the shape of the high hardness material 11.

그리고, 본 발명은 상기 단조성형단계(S300) 이후에 고경도소재(11) 부분을 특정 형상으로 절단하는 트리밍단계(S400)를 더 포함할 수 도 있다.In addition, the present invention may further include a trimming step S400 of cutting the high hardness material 11 into a specific shape after the forging step S300.

상기 트리밍단계(S400)는 완성되어질 물품의 전체적인 기본 형상을 성형하는 단계로서, 별도의 트리밍절단구(40)가 하강하여 가이드레일을 타고 연속적으로 안내되어지는 단조성형된 물품을 성형할 수 있다.The trimming step (S400) is a step of forming the overall basic shape of the article to be completed, the separate trimming cutting hole 40 can be lowered to form a forged molded article that is guided continuously on the guide rail.

이와 같이 되어지는 본 발명을 구체화된 도면을 참고로 상세히 설명하면 다음과 같다.When the present invention is described in detail with reference to the drawings as follows.

먼저, 본 발명은 상기 침투부 형성단계(S100)에서는 핀 형태로 가공된 고경도소재(11)인 구리의 일측 단부인 접합단(11a) 외경에 환홈 형상의 침투부(11b)를 형성한다.First, in the penetrating part forming step (S100), the penetrating part 11b having an annular groove shape is formed at an outer diameter of the bonding end 11a, which is one end of copper, which is a high hardness material 11 processed in a pin shape.

그러면, 차후 진행되는 단조성형단계(S300)에서 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 밀려서 파고들어감으로써 이종소재 간에 결합 즉, 접합이 이루어지게 된다.Then, in the forging molding step (S300) to be carried out in the future, the low hardness material 12 is pushed into the outer diameter of the high hardness material 11 to the bonding end 11a of the high hardness material 11, so that the bond between the heterogeneous material is made to join. do.

즉, 상기 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 끼워지는 저경도소재(12)의 내경 중간 부분에 해당하는 위치에 환홈 형상의 침투부(11b)를 형성한다.That is, the penetrating portion 11b having an annular groove shape is formed at a position corresponding to the middle portion of the inner diameter of the low hardness material 12 fitted into the outer diameter of the bonding end 11a of the high hardness material 11.

이때, 상기 침투부(11b)일 수 있는 환홈은 원형 또는 타원 또는 다각형 또는 톱니(기어)형상 중 어느 하나를 적용하고, 또한, 상기 접합단(11a) 외경 자체 역시, 원형 또는 타원 또는 다각형 또는 톱니(기어)형상 중 어느 하나를 적용한다.In this case, the annular groove which may be the penetrating portion 11b applies any one of a circular or ellipse or polygon or tooth (gear) shape, and the outer end itself of the junction 11a is also circular or ellipse or polygon or tooth. Apply any of the (gear) shapes.

이후, 이종소재 조립단계(S200)에서 첨부 도면 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 봉 형태로 제공되는 고경도소재(11)의 침투부(11b)가 형성된 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)인 알루미늄을 끼워서 고정시킨다.Subsequently, in the dissimilar material assembly step (S200), as shown in the accompanying drawings, FIGS. 2 and 3, the outer end portion 11a of the high hardness material 11 provided in the form of rods is formed at the outer diameter of the joint end 11a. It is fixed by inserting the aluminum of hardness material 12.

즉, 봉 또는 핀 형태로 제공되는 고경도소재(11)의 침투부(11b)가 형성된 접합단(11a) 외경에 일측 단은 개방되고 타측 단은 차단된 캡 형태로 제공되는 저경도소재(12)를 끼워서 고정시킨다.That is, one end is open to the outer diameter of the bonding end (11a) formed in the penetrating portion (11b) of the high hardness material (11) provided in the form of rods or pins low hardness material (12) provided in the form of a cap blocked ) To fix it.

이후, 첨부 도면 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 단조성형단계(S300)를 진행한다.Thereafter, as shown in Figure 4 to Figure 6, the forging step (S300) proceeds.

상기 단조성형단계(S300) 중 준비단계(S310)에서는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 이종소재 중 저경도소재(12)의 직경 보다 큰 직경의 금형(20)에 저경도소재(12)를 인서트 시키고, 금형 상방으로 고경도소재(11)를 노출시킨다.In the preparation step (S310) of the forging molding step (S300), as shown in Figures 4 and 5, the low hardness material 12 in the mold 20 of a diameter larger than the diameter of the low hardness material 12 of the heterogeneous material (12) ) Is inserted and the high hardness material 11 is exposed above the mold.

이때, 상기 저경도소재(12)의 직경 보다 금형(20)의 직경이 더 큰 것은 저경도소재(12)가 단조성형과정에서 압력에 의해 형체 변형되어질 공간을 제공하여 상기 고경도소재(11)에 형성된 침투부(11b)로 유도되어지도록 하기 위함이며, 그 밖의 금형 내측의 형상에 따라 빈틈없이 스며들도록 하기 위함이다.At this time, the diameter of the mold 20 is larger than the diameter of the low hardness material 12 provides a space in which the low hardness material 12 is to be deformed by the pressure in the forging process, so that the high hardness material 11 This is to be guided to the penetrating portion (11b) formed in the, and to permeate without gap according to the shape of the other mold inside.

또한, 상기 단조성형단계(S300) 중 성형단계(S320)에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 금형(20) 상방으로 노출된 고경도소재(11)의 수직 방향에서 프레스(30)가 하강하여 가압을 하면, 고경도소재(11) 보다 상대적으로 경질인 저경도소재(12)에 1차적으로 형체 변형이 일어나면서, 전술한 바와 같이, 상기 고경도소재(11)의 침투부(11b)로 소재가 밀려 파고들면서 스며들어 침투부(11b)를 채운다.In addition, in the forming step (S320) of the forging molding step (S300), as shown in Figure 6, the press 30 in the vertical direction of the high-hardness material 11 exposed above the mold 20 is lowered When pressurized, the shape deformation occurs primarily on the hard material 12, which is relatively harder than the hard material 11, and as described above, the penetrating portion 11b of the high hardness material 11 As the material is pushed in, it penetrates and fills the penetration 11b.

그러면, 저경도소재(12)가 침투부(11b)에 끼워져 걸린 상태가 되어 고경도소재(11)에 결합이 이루어지며, 결과적으로 접합된 상태가 된다.Then, the low hardness material 12 is sandwiched in the penetrating portion (11b) to be coupled to the high hardness material (11), resulting in a bonded state.

이후, 상기와 같은 저경도소재(12)의 침투부(11b)에 대한 변형침투 후, 프레스(30)가 더 하강하여 압력이 가중되면, 상기 프레스(30)의 형상에 따라 고경도소재(11)가 2차적으로 형체 변형되어 프레스(30)의 가압면 형상에 따라 성형이 이루어져 첨부 도면 도 7에 도시된 바와 같은 물품이 완성된다.Subsequently, after the deformation penetration into the penetrating portion 11b of the low hardness material 12 as described above, when the press 30 is further lowered and the pressure is increased, the high hardness material 11 according to the shape of the press 30. ) Is secondaryly deformed and molded according to the shape of the pressing surface of the press 30 to complete the article as shown in FIG. 7.

이때, 상기 금형(20)의 내측 하부면은 원뿔 형태로 상방 돌출되어 저경도소재(12)의 하단부에 원뿔형태의 홈을 형성시켜, 차후 완성된 소재를 다른 물품과 리벳 결합이 이루어지도록 한다.At this time, the inner lower surface of the mold 20 protrudes upward in a conical shape to form a conical groove at the lower end of the low-hardness material 12, so that the finished material is riveted to other articles afterwards.

그리고, 본 발명은 상기 단조성형단계(S300) 이후에 첨부 도면 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 고경도소재(11) 부분을 특정 형상으로 절단하는 트리밍단계(S400)를 더 포함한다.In addition, the present invention further includes a trimming step S400 of cutting the portion of the high hardness material 11 into a specific shape as shown in FIGS. 8 and 9 after the forging step S300. .

즉, 가이드레일을 타고 연속적으로 안내되어지는 단조 성형된 상기 물품의 상방에서 별도의 트리밍절단구(40)가 하강하여 펀칭으로 통해 실질적인 완성품으로 성형을 한다.That is, a separate trimming cutting hole 40 is lowered from the upper portion of the forged molded article which is continuously guided on the guide rail to form a substantially finished product through punching.

이와 같이 되는 본 발명은 경도가 상이한 이종소재의 접합을 마찰용접방법이 아닌 단조성형을 통해 접합시킴으로써, 접합부위 가공과 관련된 사전 준비작업을 간소화하여 작업성 및 생산성을 향상시킨다.The present invention thus achieved by joining the dissimilar materials of different hardness through forging molding rather than the friction welding method, thereby simplifying the preliminary preparation work related to the processing of the joint to improve workability and productivity.

또한, 고경도소재(11)의 침투부(11b)에 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 스며들어 결합됨으로써, 외부 압력에 의해 접합상태가 와해되는 것이 방지되어 견고한 접합상태가 유지되어지게 한다. In addition, the low hardness material 12 penetrates into the penetrating portion 11b of the high hardness material 11 while being deformed in shape, thereby preventing the bonding state from being broken by external pressure, thereby maintaining a firm bonding state. .

또한, 단조성형과정에서 접합이 이루어지므로, 접합공정 후 별도의 단조성형을 진행해야하는 작업상의 번거로움을 해소하고 생산성을 향상시킨다.In addition, since the joining is made in the forging process, it eliminates the trouble of work that has to be carried out a separate forging after the joining process and improves the productivity.

또한, 고경도소재(11) 외경에 침투부(11b)를 형성함으로써, 내경에 침투부를 형성하는 가공방법에 비해 사전준비작업과 관련된 가공의 용이함으로 향상시킬 수 있다.In addition, by forming the penetrating portion (11b) in the outer diameter of the high hardness material 11, it can be improved by the ease of processing associated with the pre-preparation work compared to the processing method for forming the penetrating portion in the inner diameter.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. Rather, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims.

따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.

S100 : 침투부형성단계 S200 : 이종소재조립단계
S300 : 단조성형단계 S310 : 준비단계
S320 : 성형단계 S400 : 트리밍단계
10 : 성형물품 11 : 고경도소재
11a : 접합단 11b : 침투부
12 : 저경도소재 12a : 접합단
12b : 리벳홈
S100: Penetration stage S200: Dissimilar material assembly stage
S300: Forging step S310: Preparation step
S320: forming step S400: trimming step
10: molded article 11: high hardness material
11a: junction 11b: penetration
12: low hardness material 12a: junction
12b: Rivet Groove

Claims (9)

상대적으로 경도가 상이한 이종소재의 접합방법에 있어서, 단조과정에서 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 스며들 수 있는 공간을 제공하여 이종소재를 결합시키는 침투부(11b)를 형성하는 침투부 형성단계(S100); 상기 침투부(11b)가 형성된 고경도소재(11)의 접합단(11a) 외경에 저경도소재(12)의 접합단(12a)을 끼워서 조립하는 이종소재 조립단계(S200); 조립된 이종소재 중 저경도소재(12)를 금형(20)에 인서트 시키고 상방에서 프레스(30)로 고경도소재(11)를 펀칭하여, 압력에 의해 저경도소재(12)가 형체 변형되면서 고경도소재(11)의 침투부(11b)로 스며들어 결합되어지게 함과 동시에 고경도 소재의 외형을 1차 성형하는 단조성형단계(S300);를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 이종소재접합방법.
In the joining method of dissimilar materials having different hardness, the dissimilar materials are provided with a space where the low hardness material 12 penetrates into the outer diameter of the bonding end 11a of the high hardness material 11 during the forging process. Penetrating part forming step of forming a penetrating part (11b) to couple the (S100); Heterogeneous material assembly step (S200) of assembling the bonding end (12a) of the low hardness material 12 in the outer diameter of the bonding end (11a) of the high hardness material (11) formed with the penetrating portion (11b); Among the assembled dissimilar materials, the low hardness material 12 is inserted into the mold 20 and the high hardness material 11 is punched by the press 30 from above, and the low hardness material 12 is deformed by pressure to form a high diameter. Heterogeneous material bonding method characterized in that it proceeds; soaking into the penetrating portion (11b) of the ceramic material (11) and at the same time the forging molding step (S300) for primary molding the appearance of the high hardness material.
제 1항에 있어서,
상기 침투부 형성단계(S100)는 핀 형태로 가공되어 제공되는 고경도소재(11)인 구리의 일측 단부 즉, 접합단(11a)의 외경에 환홈 형상의 침투부(11b)를 형성함을 특징으로 하는 이종소재접합방법.
The method of claim 1,
The penetrating part forming step (S100) is characterized in that to form an annular groove-shaped penetrating part (11b) on one side end of the high-hardness material 11, which is processed and provided in the form of a pin, that is, the outer diameter of the bonding end (11a). Heterogeneous material bonding method.
제 1항에 있어서,
상기 침투부(11b)인 환홈은 원형 또는 타원 또는 다각형 또는 톱니형상 중 어느 하나로 가공되어짐을 특징으로 하는 이종소재접합방법.
The method of claim 1,
The penetration groove (11b) is a ring groove is heterogeneous material joining method characterized in that it is processed into any one of a circular or ellipse or polygonal or toothed shape.
제 1항에 있어서,
상기 접합단(11a) 외경은 원형 또는 타원 또는 다각형 또는 톱니형상 중 어느 하나로 가공되어짐을 특징으로 하는 이종소재접합방법.
The method of claim 1,
The outer end of the bonding end (11a) is heterogeneous material joining method characterized in that it is processed into any one of a circular or ellipse or polygonal or toothed shape.
제 1항에 있어서,
상기 이종소재 조립단계(S200)는 핀 내지는 봉 형태로 제공되는 고경도소재(11)인 구리의 침투부(11b)가 형성된 접합단(11a) 외경에 일측 단은 개방되고 타측 단은 차단된 캡 형태로 제공되는 저경도소재(12)인 알루미늄을 끼워서 고정시키는 것을 특징으로 하는 이종소재접합방법.
The method of claim 1,
The dissimilar material assembling step (S200) is one end is open and the other end is closed on the outer diameter of the bonding end (11a) formed in the copper penetrating portion (11b) of the high hardness material 11 provided in the form of pins or rods Heterogeneous material joining method, characterized in that by fixing by inserting a low hardness material (12) of aluminum provided in the form.
제 1항에 있어서,
상기 단조성형단계(S300)는 이종소재 중 저경도소재(12)의 직경 보다 큰 직경의 금형(20)에 저경도소재(12)를 인서트 시키고, 금형 상방으로 고경도소재(11)를 노출시키는 준비단계(S310); 상기 금형(20) 상방으로 노출된 고경도소재(11)의 수직 방향에서 프레스(30)가 하강하여 가압을 통해 저경도소재(12)에 압력을 가해 형체 변형시켜 고경도소재(11)의 침투부(11b)로 파고들면서 스며들어 결합되어지게 하되, 저경도소재(12)의 변형침투 후 더 하강하여 가중되는 압력을 통해 프레스(30)의 형상에 따라 고경도소재(11)를 형체 변형시켜 성형하는 성형단계(S320);를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 이종소재접합방법.
The method of claim 1,
The forging molding step (S300) inserts the low hardness material 12 into the mold 20 having a diameter larger than the diameter of the low hardness material 12 of the heterogeneous material, and exposes the high hardness material 11 above the mold. Preparation step (S310); The press 30 descends in the vertical direction of the high hardness material 11 exposed above the mold 20 to apply pressure to the low hardness material 12 through pressurization to deform the mold to penetrate the high hardness material 11. While penetrating into the portion (11b) to be infiltrated and coupled, the deformation of the high hardness material (11) in accordance with the shape of the press 30 through the pressure that is further lowered and lowered after the deformation penetration of the low hardness material (12) Heterogeneous material bonding method comprising the; forming step (S320) for molding.
제 1항에 있어서,
상기 단조성형단계(S300)는 재료의 재결정 온도 이하의 저온 또는 실온에서 단조성형을 실시하는 냉간단조성형임을 특징으로 하는 이종소재접합방법.
The method of claim 1,
The forging step (S300) is a heterogeneous material bonding method characterized in that the cold forging for performing the forging at a low temperature or room temperature below the recrystallization temperature of the material.
제 1항에 있어서,
상기 단조성형단계(S300) 이후에 고경도소재(11) 부분을 특정 형상으로 절단하여 성형하는 트리밍단계(S400)를 더 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 이종소재접합방법.
The method of claim 1,
After the forging molding step (S300) is a heterogeneous material bonding method characterized in that it further comprises a trimming step (S400) for cutting by molding a portion of the high hardness material (11) to a specific shape.
제 8항에 있어서,
상기 트리밍단계(S400)는 완성되어질 물품의 전체적인 기본 형상을 성형하는 단계로서, 별도의 트리밍절단구(40)가 하강하여 가이드레일을 타고 연속적으로 안내되어지는 단조 성형된 물품을 성형함을 특징으로 하는 이종소재접합방법.
The method of claim 8,
The trimming step (S400) is a step of forming the overall basic shape of the article to be finished, characterized in that the separate trimming cutting hole 40 is lowered to form a forged molded article that is guided continuously on the guide rail Heterogeneous material bonding method.
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