KR101314086B1 - Scroll hot forging device for scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스크롤 압축기용 스크롤 열간 단조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크롤의 랩이 균일한 높이를 가질 수 있도록 마그네슘 합금 빌렛을 스크롤로 성형하는 스크롤 압축기용 스크롤 열간 단조장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a scroll hot forging device for a scroll compressor, and more particularly to a scroll hot forging device for forming a magnesium alloy billet into a scroll so that the wrap of the scroll has a uniform height.
스크롤 압축기는 스크롤에서 즉, 고정 스크롤과 회전 스크롤 사이에서 공기, 냉매, 오일 등의 유체를 압축하여 중앙의 토출부를 통해 배출하는 장치이며, 자동차 에어컨용 냉매 압축기에 주로 사용되고 있다.
A scroll compressor is a device that compresses a fluid such as air, refrigerant, oil, etc. in a scroll, that is, between a fixed scroll and a rotating scroll, and discharges it through a central discharge part, and is mainly used in a refrigerant compressor for automobile air conditioners.
스크롤 압축기는 다른 압축기에 비하여 고효율, 저소음, 저진동 및 경량 등의 장점을 가지고 있으며, 특히 인버터를 장착하였을 때의 적합성 및 압축기 내에 액체 냉매나 이물질이 주입되었을 때 과압을 자동으로 방지할 수 있는 구조상의 특징을 가지고 있다.
The scroll compressor has advantages such as high efficiency, low noise, low vibration and light weight compared to other compressors. Especially, the scroll compressor has a structure that can automatically prevent overpressure when fitted with an inverter and when liquid refrigerant or foreign matter is injected into the compressor. Has characteristics.
스크롤 압축기의 주요 구성품으로는 한 쌍의 짝을 이루는 스크롤(고정 스크롤터 및 선회 스크롤), 올드햄 커플링(oldham coupling ring), 크랭크축, 메인 프레임(main frame) 및 모터가 있다.
The main components of a scroll compressor are a pair of paired scrolls (fixed scrollers and swing scrolls), oldham coupling rings, crankshafts, main frames and motors.
선회 스크롤는 크랭크축에 연결되어 있으며, 모터에 의하여 크랭크축이 회전하게 되면, 선회 스크롤은 크랭크축 중심에 대해 선회운동을 행하게 된다. 이때, 선회 스크롤의 자전을 막기 위해 선회 스크롤의 후면에는 올드햄 커플링이 설치된다.
The swing scroll is connected to the crankshaft, and when the crankshaft is rotated by the motor, the swing scroll makes a swing movement about the crankshaft center. At this time, the Oldham coupling is installed on the rear of the turning scroll to prevent the turning scroll from rotating.
이러한 스크롤은 주로 철재로 제조되어 사용되었지만, 경량화를 위해 알루미늄 또는 마그네슘 합금으로 대체되고 있으며, 특히, 마그네슘 합금이 비강도 및 비강성이 높고, 환경 친화적인 재료로서 주로 사용된다.
Such scrolls are mainly made of steel and used, but are being replaced by aluminum or magnesium alloys for light weight, and in particular, magnesium alloys are mainly used as materials having high specific strength and high rigidity and being environmentally friendly.
그러나 마그네슘 합금의 경우 성형 온도 및 성형 속도(변형율속도), 초기 소재의 열처리 조건에 따라 성형성과 변형거동이 크게 달라지므로 기존의 알루미늄 또는 마그네슘 합금을 이용한 열간 단조에 비하여 높은 기술력과 마그네슘 합금의 미시적 제어가 요구되는 등의 어려움이 있다.
However, in the case of magnesium alloy, moldability and deformation behavior vary greatly depending on the forming temperature, forming speed (strain rate) and heat treatment conditions of the initial material. Therefore, it is highly technical and microscopic control of magnesium alloy compared to hot forging using aluminum or magnesium alloy. There are difficulties such as being required.
도 1은 종래의 스크롤의 사시도이다.
1 is a perspective view of a conventional scroll.
도 1에 도시된 바와 같이, 스크롤은 나선모양의 연속적인 곡선을 이루며 랩이 형성되어 있다. 스크롤의 랩이 균일한 높이로 형성되어야 스크롤로써 사용이 가능하므로 랩의 최소 높이를 기준으로 랩을 절단하여 재료의 소모가 발생하는 문제점이 대두되고 있다.
As shown in FIG. 1, the scrolls are spiral-shaped and have continuous wraps. Since the lap of the scroll is formed to have a uniform height to be used as a scroll, a problem arises in that the material is consumed by cutting the lap based on the minimum height of the lap.
상기와 같이, 랩의 높이를 균일하게 하여 높이 편차를 최소화 하는 기술이 연구의 초점이 되고 있으나, 스크롤 제조 시 마그네슘 합금을 이용함으로써 발생되는 공정상의 어려움으로 성과가 부족한 실정이다.
As described above, the technique of minimizing the height variation by uniformizing the height of the wrap has been the focus of the research, but the performance is insufficient due to the process difficulties generated by using a magnesium alloy in the scroll manufacturing.
등록특허공보 제10-1224401호는 금형 형상 변화를 이용한 알루미늄 또는 마그네슘 합금 스크롤 로터의 열간단조 성형방법에 관한 것으로, 금형의 연속적, 비연속적 두께변화를 이용하여 소재 유동을 제어하는 방법과 금형 상에 다양한 크기와 위치, 개수의 벤트홀을 위치시켜 소재 유동을 일정하도록 제어하여 불균일하게 성형되는 스크롤 로터 랩부의 높이 편차를 최소화하는 방법에 대하여 개시하고 있다.
Korean Patent Publication No. 10-1224401 relates to a hot forging method for forming an aluminum or magnesium alloy scroll rotor using a mold shape change, and a method for controlling material flow using continuous and discontinuous thickness changes of a mold and on a mold. Disclosed is a method of minimizing the height variation of a scroll rotor wrap part which is formed unevenly by controlling the material flow to be uniform by placing vent holes of various sizes, positions and numbers.
그러나 상기와 같은 종래의 기술에서는 초기 단조 후, 스크롤에 나타나는 높이 편차를 수정하기 위하여, 두께가 넓은 랩의 높이를 증가시키는 방법으로, 단조 시에 랩의 높이 편차를 개선하지 못하고 추가적인 공정을 필요로 하는 문제가 있다.
However, in the conventional technique as described above, in order to correct the height deviation appearing on the scroll after the initial forging, a method of increasing the height of a wide lap is required, and additional steps are required without improving the lap height deviation during forging. There is a problem.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가열된 마그네슘 합금 빌렛에 압력을 가하여 동적 재결정(DRX, dynamic recrystallization)을 유발시키고, 동적 재결정에 의해 마그네슘 합금 빌렛의 강도가 높아진 상태에서, 후방압력 패드부의 하강에 의해 형성된 성형틀의 내부공간에 동적 재결정된 마그네슘 함금 빌렛을 삽입하여 랩의 높이가 균일하게 성형되도록 함으로써, 랩의 높이 편차를 최소화시킨 스크롤을 제조하는 스크롤 압축기용 스크롤 열간 단조장치의 제공을 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the problems described above, by applying a pressure to the heated magnesium alloy billet to cause dynamic recrystallization (DRX, dynamic recrystallization), the dynamic strength of the magnesium alloy billet in a state of high By inserting the dynamic recrystallized magnesium alloy billet into the inner space of the forming mold formed by the lowering of the rear pressure pad part so that the height of the lap is uniformly formed, the scroll hot for scroll compressor for manufacturing the scroll which minimizes the variance of the lap height To provide forging apparatus.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치는 마그네슘 합금 빌렛이 삽입되는 인서트 공간 하부에 위치하여 내부에 삽입된 마그네슘 합금 빌렛이 스크롤로 성형되는 성형틀이 중앙에 배치되는 금형부, 상기 성형틀과 대응되는 형태로 형성되어 밀착 삽입되고, 상기 성형틀에 대하여 수직이동이 가능한 후방압력 패드부, 상기 후방압력 패드부의 하부에 배치되어 상기 후방압력 패드부를 수직이동시키는 패드지지부, 상기 금형부를 지지하고, 상기 패드지지부의 수직이동을 고정 및 해제하는 고정부재를 포함하며, 중앙에 중공이 단차지게 이루어져 상기 고정부재가 배치되는 고정부재 지지면이 형성되어 있는 금형지지부 및 상기 인서트 공간 상부에 위치하고, 상기 인서트 공간에 삽입된 마그네슘 합금 빌렛을 가압하여 상기 성형틀의 내부로 삽입시키는 압력발생부를 포함하고, 상기 인서트 공간에 마그네슘 합금 빌렛이 삽입된 상태에서, 상기 압력발생부가 상기 마그네슘 합금 빌렛을 가압하며, 상기 마그네슘 합금 빌렛이 일정시간 가압된 후, 상기 고정부재가 상기 패드지지부를 고정해제하여 상기 패드지지부가 상기 후방압력 패드부를 하강시키고, 상기 후방압력 패드부가 하강됨과 동시에 상기 압력발생부의 가압으로 상기 성형틀의 내부공간에 상기 마그네슘 합금 빌렛이 삽입되어 스크롤로 성형되는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the object as described above, the scroll hot forging apparatus according to the present invention is located in the lower insert space into which the magnesium alloy billet is inserted, and a mold in which a magnesium alloy billet inserted therein is formed in the center of a molding frame is formed in a scroll. A back pressure pad part which is formed in a shape corresponding to the molding die and is closely inserted and is vertically movable with respect to the molding die, and a pad support part which is disposed under the rear pressure pad part to vertically move the rear pressure pad part; A mold supporting part and the insert space including a fixing member supporting the mold part and fixing and releasing vertical movement of the pad support part, and having a fixing member supporting surface on which the fixing member is disposed by forming a hollow in the center thereof. Located at the top, pressurizing the magnesium alloy billet inserted into the insert space And a pressure generating portion inserted into the mold, wherein the pressure generating portion presses the magnesium alloy billet in a state where the magnesium alloy billet is inserted into the insert space, and the magnesium alloy billet is pressurized for a predetermined time. The magnesium alloy billet is formed in the inner space of the mold by the fixing member by releasing the pad support, the pad support lowering the rear pressure pad, the rear pressure pad lowering, and the pressure generating unit being pressed. It is characterized by being inserted into a scroll.
또한, 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치는 상기 일정시간이 상기 마그네슘 합금 빌렛이 상기 압력발생부에 의해 가압되어 동적 재결정(DRX, dynamic recrystallization)이 유발되는 시간인 것을 특징으로 한다.
In addition, the scroll hot forging apparatus according to the present invention is characterized in that the predetermined time is the time that the dynamic recrystallization (DRX) is induced by the magnesium alloy billet is pressed by the pressure generating unit.
또한, 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치는 상기 고정부재가 상기 고정부재 지지면 상에서 상기 금형지지부와 탄성부재를 통해 연결되고, 상기 고정부재는 상기 패드지지부가 최대 상승지점에 위치하였을 때, 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 패드지지부를 고정시키는 것을 특징으로 한다.
In addition, the scroll hot forging device according to the present invention is the elastic member when the fixing member is connected through the mold support and the elastic member on the holding member support surface, the fixing member is the elastic when the pad support is located at the maximum rising point, The pad support is fixed by the elastic force of the member.
또한, 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치는 상기 금형부가 측측부에 적어도 하나의 홀이 형성되고, 상기 압력발생부는 상기 홀에 삽입되어 상기 압력발생부의 이동에 따라 수직이동하는 고정해제부를 포함하며, 상기 고정해제부의 하방 이동에 의해 상기 고정부재가 상기 패드지지부를 고정해제시키는 것을 특징으로 한다.
In addition, the scroll hot forging apparatus according to the present invention includes the at least one hole is formed in the side of the mold portion, the pressure generating portion is inserted into the hole and includes a fixed release portion for vertical movement according to the movement of the pressure generating portion, The fixing member releases the pad support part by the downward movement of the fixing release part.
또한, 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치는 상기 마그네슘 합금 빌렛의 온도가 150℃ 내지 400℃로 유지되도록, 상기 스크롤 단조장치가 가열장치에 의해 가열된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the scroll hot forging apparatus according to the present invention is characterized in that the scroll forging apparatus is performed in a heated state by a heating apparatus so that the temperature of the magnesium alloy billet is maintained at 150 ℃ to 400 ℃.
또한, 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치는 상기 압력발생부가 1mm/s 내지 100mm/s의 속도로 하강하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the scroll hot forging apparatus according to the present invention is characterized in that the pressure generating unit is lowered at a speed of 1mm / s to 100mm / s.
또한, 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치는 상기 마그네슘 합금 빌렛이 2 중량% 내지 9 중량%의 Al(aluminium) 및 0.1 중량% 내지 2 중량%의 Zn(zinc)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the scroll hot forging apparatus according to the present invention is characterized in that the magnesium alloy billet comprises 2 wt% to 9 wt% Al (aluminium) and 0.1 wt% to 2 wt% Zn (zinc).
또한, 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치는 상기 마그네슘 합금 빌렛이 AZ31, AZ61 또는 AZ80으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
In addition, the scroll hot forging device according to the invention is characterized in that the magnesium alloy billet is made of AZ31, AZ61 or AZ80.
또한, 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치는 상기 마그네슘 합금 빌렛이 상기 인서트 공간 및 성형틀과의 마찰이 감소되도록 흑연 코팅된 상태에서 성형되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the scroll hot forging apparatus according to the present invention is characterized in that the magnesium alloy billet is molded in a graphite coated state to reduce friction with the insert space and the mold.
본 발명의 스크롤 열간 단조장치에 따르면, 가열된 마그네슘 합금 빌렛에 압력을 가하여 동적 재결정(dynamic recrystallization)을 유발시키고, 동적 재결정에 의해 마스네슘 합금 빌렛의 강도가 높아진 상태에서, 후방압력 패드부의 하강에 의해 형성된 성형틀의 내부공간에 동적 재결정된 마그네슘 합금 빌렛을 삽입하여 랩의 높이가 균일하게 성형되도록 함으로써, 랩의 높이 편차를 최소화시키는 스크롤을 제조하는 스크롤 압축기용 스크롤 열간 단조장치의 제공할 수 있는 이점이 있다.
According to the scroll hot forging apparatus of the present invention, a pressure is applied to a heated magnesium alloy billet to cause dynamic recrystallization, and in a state where the strength of the magnesium alloy billet is increased by dynamic recrystallization, By inserting the dynamic recrystallized magnesium alloy billet into the inner space of the molding die formed by the uniform height of the wrap, it is possible to provide a scroll hot forging device for scroll compressor for producing a scroll to minimize the height variation of the wrap There is an advantage.
도 1은 종래의 스크롤의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치의 동작 흐름에 따라 배열된 단면도이다.
도 4는 AZ61의 350℃에서의 유동 응력 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예와 비교예의 스크롤의 랩 높이의 분포를 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view of a conventional scroll.
2 is a perspective view of a scroll hot forging apparatus according to the present invention.
3 is a cross-sectional view arranged in accordance with the operation flow of the scroll hot forging apparatus according to the present invention.
4 is a graph of flow stress at 350 ° C. of AZ61.
5 is a graph showing the distribution of the lap heights of the scrolls of the examples of the present invention and the comparative example.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It should be understood, however, that the embodiments according to the concepts of the present invention are not intended to be limited to any particular mode of disclosure, but rather all variations, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises ",or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
도 2는 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스크롤 열간 단조장치의 동작 흐름에 따라 배열된 단면도이다.
2 is a perspective view of a scroll hot forging apparatus according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view arranged in accordance with the operation flow of the scroll hot forging apparatus according to the present invention.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스크롤 열간 단조장치는 금형부(100), 후방압력 패드부(200), 패드지지부(300), 금형지지부(400) 및 압력발생부(500)를 포함할 수 있다.
2 to 3, the scroll hot forging apparatus of the present invention is the
금형부(100)는 인서트 공간(110), 성형틀(120) 및 홀(130)을 포함할 수 있다. 인서트 공간(110)은 마그네슘 합금 빌렛이 삽입될 수 있으며, 금형부(100)의 중앙에 배치될 수 있다. 여기서, 마그네슘 합금 빌렛은 원형의 판으로 형성될 수 있으며, 인서트 공간(110)은 마그네슘 합금 빌렛의 둘레와 동일하게 형성되어 마그네슘 합금 빌렛이 인서트 공간(110)에 밀착 삽입될 수 있다.
The
또한, 마그네슘 합금 빌렛을 이루는 마그네슘 합금은 2 중량% 내지 9 중량%의 Al(aluminium) 및 0.1 중량% 내지 2 중량%의 Zn(zinc)를 포함할 수 있으며, 이와 같은 합금 조성을 가지는 마그네슘 합금으로는 상용 마그네슘 합금인 AZ31(Mg-3Al-1Zn), AZ61(Mg-6Al-1Zn), AZ80(Mg-8Al-0.5Zn) 등을 그 예롤 들 수 있다.
In addition, the magnesium alloy constituting the magnesium alloy billet may include 2 wt% to 9 wt% Al (aluminium) and 0.1 wt% to 2 wt% Zn (zinc), and the magnesium alloy having such an alloy composition may include Examples of commercial magnesium alloys are AZ31 (Mg-3Al-1Zn), AZ61 (Mg-6Al-1Zn), AZ80 (Mg-8Al-0.5Zn), and the like.
이때, 마그네슘 합금 빌렛의 온도가 150℃ 내지 400℃로 유지되도록, 도시하지는 않았지만, 마그네슘 합금 빌렛은 별도의 가열장치에 의해 가열된 상태에서 인서트 공간(110)에 삽입될 수도 있다. 여기서, 마그네슘 합금 빌렛의 온도가 400℃를 초과할 경우, 마그네슘 합금 빌렛의 기계적 특성인 인장강도를 감소시킬 수 있으며, 반면에, 온도가 150℃ 미만일 경우, 단조 과정에서 마그네슘 합금 빌렛이 깨질 수 있다.
At this time, although not shown, the magnesium alloy billet may be inserted into the
여기서, 가열장치는 가스토치(gas torch)일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Here, the heating device may be a gas torch, but the present invention is not limited thereto.
성형틀(120)은 인서트 공간(110)의 하부에 위치하고, 내부에 삽입된 마그네슘 합금 빌렛을 스크롤로 성형시킬 수 있다. 특히, 성형틀(120)은 스크롤로 성형시킬 수 있도록 나선형 무늬의 곡선으로 이루어져서, 내부에 삽입된 마그네슘 합금 빌렛을 단조할 수 있다.
The forming
이때, 마그네슘 합금 빌렛(10)은 인서트 공간(110) 및 성형틀(120)과의 마찰이 감소되도록 흑연 코팅된 상태에서 성형될 수 있다.
In this case, the magnesium alloy billet 10 may be molded in a graphite coated state to reduce friction between the
홀(130)은 금형부(100)의 측부에 적어도 하나가 형성될 수 있다. 특히, 금형부(100)를 수직으로 관통 가능하도록 금형부(100)에 대하여 수직으로 형성될 수 있다.
At least one
후방압력 패드부(200)는 성형틀(120)과 대응되는 형태로 형성되어 성형틀(120)에 밀착 삽입될 수 있다. 특히, 성형틀(120)에 대하여 수직이동이 가능하도록 형성될 수 있다.
The rear
패드지지부(300)는 후방압력 패드부(200)의 하부에 배치되어 후방압력 패드부(200)를 수직이동시킬 수 있도록 후방압력 패드부(200)를 지지할 수 있다. 특히, 패드지지부(300)는 하부에 추가적으로 패드지지부(300)를 지지하는 장치가 더 구비될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
The
금형지지부(400)는 금형부(100)의 하부에서 금형부(100)를 지지하고, 패드지지부(300)의 수직이동을 고정 및 해제하는 고정부재(410)를 내부에 포함할 수 있다. 특히, 중앙에 중공(440)이 형성될 수 있고, 중공(440)이 단차지게 이루어져서 형성된 고정부재 지지면(420) 상에 고정부재(410)가 배치될 수 있다.
The
또한, 고정부재(410)는 금형지지부(400)와 탄성부재(430)로 연결될 수 있으며, 고정부재(410)의 수평이동이 탄성부재(430)에 의해 탄력적일 수 있다. 이때, 고정부재(410)는 패드지지부(300)가 최대 상승지점에 위치하였을 때, 탄성부재(430)의 탄성력에 의해 패드지지부(300)를 고정시킬 수 있다.
In addition, the fixing
압력발생부(500)는 인서트 공간(110)의 상부에 위치하고, 인서트 공간(110)에 삽입된 마그네슘 합금 빌렛을 가압하여 성형틀(120)의 내부로 삽입시킬 수 있다. 이때, 압력발생부(500)는 1mm/s 내지 100mm/s의 속도로 하강할 수 있다.
The
여기서, 압력발생부(500)는 고정해제부(510)를 포함할 수 있는데, 고정해제부(510)는 홀(130)에 삽입되어 압력발생부(500)의 이동에 따라 수직이동할 수 있다. 특히, 고정해제부(510)의 하방 이동에 의하여 고정부재(410)는 패드지지부(300)를 고정해제시킬 수 있다.
Here, the
따라서, 인서트 공간(110)에 마그네슘 합금 빌렛이 삽입된 상태에서, 압력발생부(500)가 마그네슘 합금 빌렛을 가압하고, 마그네슘 합금 빌렛이 일정시간 가압된 후, 고정해제부(510)에 의해 이동된 고정부재(410)가 패드지지부(300)를 고정해제할 수 있다. 그리고 고정이 해제된 패드지지부(300)는 하부로 수직이동하여 후방압력 패드부(200)를 하강시키고, 후방압력 패드부(200)가 하강됨과 동시에 압력발생부(500)의 가압으로 성형틀(120)의 내부공간에 마그네슘 합금 빌렛이 삽입되어 스크롤로 성형될 수 있다.
Therefore, in the state where the magnesium alloy billet is inserted into the
여기서 일정시간은 마그네슘 합금 빌렛이 압력발생부(500)에 의해 가압되어 동적 재결정(dynamic recrystallization)이 유발되는 시간일 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 가열장치가 본 발명의 스크롤 열간 단조장치를 가열할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Here, the predetermined time may be a time at which the magnesium alloy billet is pressed by the
상술한 바와 같이, 본 발명의 스크롤 열간 단조장치에 따르면, 가열된 마그네슘 합금 빌렛에 압력을 가하여 동적 재결정(dynamic recrystallization)을 유발시키고, 동적 재결정에 의해 마스네슘 합금 빌렛의 강도가 높아진 상태에서, 후방압력 패드부의 하강에 의해 형성된 성형틀의 내부공간에 동적 재결정된 마그네슘 합금 빌렛을 삽입하여 랩의 높이가 균일하게 성형되도록 함으로써, 랩의 높이 편차를 최소화시키는 스크롤을 제조하는 스크롤 압축기용 스크롤 열간 단조장치의 제공할 수 있는 이점이 있다.
As described above, according to the scroll hot forging apparatus of the present invention, a pressure is applied to a heated magnesium alloy billet to cause dynamic recrystallization, and in a state where the strength of the magnesium alloy billet is increased by dynamic recrystallization, A scroll hot forging device for a scroll compressor for manufacturing a scroll to minimize the height variation of the wrap by inserting a dynamically recrystallized magnesium alloy billet into the inner space of the forming mold formed by the pressure pad portion to form a uniform height of the wrap. There is an advantage that can be provided.
아래에서 본 발명에 대해 실시예를 기초로 하여 상세하게 설명한다. 제시된 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, this invention is demonstrated in detail based on an Example. The examples presented are exemplary and are not intended to limit the scope of the invention.
<실시예><Examples>
본 발명의 실시예에서는 본 발명의 스크롤 열간 단조장치로 마그네슘 합금 빌렛을 단조하여 스크롤을 아래와 같이 제조하였다.
In the embodiment of the present invention, the scroll hot forging apparatus of the present invention forged a magnesium alloy billet to produce a scroll as follows.
압출된 상태 그대로의(as-extruded) AZ61(Al 6.1중량%; Zn 0.46중량%; Mn 0.22중량%; Fe 0.002중량%; Ni 0.0006중량%; 및 Mg 잔부) 빌렛을 스크롤 성형을 위해 직경 87 mm, 길이 14.9 mm의 규격을 가지도록 가공한 후, 이를 350ㅀC의 성형온도 하에서 도 4에 따라 동적 재결정(dynamic recrystallization, DRX)에 의해 가공 연화(work softening) 및 가공 경화(work hardening)가 평형을 이뤄 유동 응력(flow stress)이 정상 상태(steady state)에 이르게 되는 0.6의 축변형률(axial strain)로 업셋팅을 수행하여 동적재결정을 유도한 후 스크롤 성형을 수행하였다
AZ61 (as-extruded) AZ61 (6.1 wt% Al; 0.46 wt% Zn; 0.22 wt% Mn; 0.002 wt% Fe; 0.0000 wt% Ni; and Mg balance) billet 87 mm in diameter for scroll forming After processing to have a length of 14.9 mm, work softening and work hardening are equilibrated by dynamic recrystallization (DRX) according to FIG. 4 under a molding temperature of 350 ° C. Upwards were performed with an axial strain of 0.6 where the flow stress reached a steady state, inducing dynamic recrystallization, and then scroll forming.
<비교예><Comparative Example>
직경 87 mm, 길이 14.9 mm의 규격을 가지는 압출된 상태 그대로의(as-extruded) 빌렛을 동적재결정 유발하지 않은 상태로 스크롤 성형을 수행하였다.Scroll molding was performed without causing dynamic recrystallization of extruded billets having a diameter of 87 mm and a length of 14.9 mm.
도 5는 본 발명의 실시예와 비교예의 스크롤의 랩 높이의 분포를 나타낸 그래프이다.
5 is a graph showing the distribution of the lap heights of the scrolls of the examples of the present invention and the comparative example.
도 5로부터 랩(wrap) 높이의 측면에서, 동적재결정이 유도된 시편을 사용한 실시예가 비교예에 비해 성형성이 현저히 향상되었음을 확인할 수 있고, 이에 따라 본 발명에 따라 스크롤을 제조할 경우 동일한 펀치 스트로크(punch stroke)로 최종적으로 제조되는 스크롤에서 보다 용이하게 최저 랩 높이가 얻어질 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
From the side of the wrap height from Figure 5, it can be seen that the embodiment using the specimen in which the dynamic recrystallization is induced significantly improved formability compared to the comparative example, and thus the same punch stroke when manufacturing the scroll according to the present invention It can be seen that the lowest lap height can be obtained more easily and the productivity can be more easily achieved in the scroll finally produced by the punch stroke.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
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 embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
100: 금형부 110: 인서트 공간
120: 성형틀 130: 홀
200: 후방압력 패드부 300: 패드지지부
400: 금형지지부 410: 고정부재
420: 고정부재 지지면 430: 탄성부재
440: 중공 500: 압력발생부
510: 고정해제부100: mold part 110: insert space
120: forming mold 130: hole
200: rear pressure pad portion 300: pad support portion
400: mold support 410: fixing member
420: holding member support surface 430: elastic member
440: hollow 500: pressure generating portion
510: unlocking part
Claims (9)
상기 성형틀과 대응되는 형태로 형성되어 밀착 삽입되고, 상기 성형틀에 대하여 수직이동이 가능한 후방압력 패드부;
상기 후방압력 패드부의 하부에 배치되어 상기 후방압력 패드부를 수직이동시키는 패드지지부;
상기 금형부를 지지하고, 상기 패드지지부의 수직이동을 고정 및 해제하는 고정부재를 포함하며, 중앙에 중공이 단차지게 이루어져 상기 고정부재가 배치되는 고정부재 지지면이 형성되어 있는 금형지지부; 및
상기 인서트 공간 상부에 위치하고, 상기 인서트 공간에 삽입된 마그네슘 합금 빌렛을 가압하여 상기 성형틀의 내부로 삽입시키는 압력발생부;를 포함하고,
상기 인서트 공간에 마그네슘 합금 빌렛이 삽입된 상태에서, 상기 압력발생부가 상기 마그네슘 합금 빌렛을 가압하며,
상기 마그네슘 합금 빌렛이 일정시간 가압된 후, 상기 고정부재가 상기 패드지지부를 고정해제하여 상기 패드지지부가 상기 후방압력 패드부를 하강시키고, 상기 후방압력 패드부가 하강됨과 동시에 상기 압력발생부의 가압으로 상기 성형틀의 내부공간에 상기 마그네슘 합금 빌렛이 삽입되어 스크롤로 성형되는 것을 특징으로 하는 스크롤 열간 단조장치.
A mold part disposed under the insert space into which the magnesium alloy billet is inserted, and having a molding frame in which a magnesium alloy billet inserted therein is formed by scrolling;
A rear pressure pad part which is formed in a shape corresponding to the molding die and is closely inserted and is movable vertically with respect to the molding die;
A pad support part disposed below the rear pressure pad part to vertically move the rear pressure pad part;
A mold supporting part including a fixing member supporting the mold part and fixing and releasing vertical movement of the pad support part, and having a fixing member supporting surface on which the fixing member is disposed by forming a hollow in the center thereof; And
And a pressure generating unit positioned above the insert space and pressurizing the magnesium alloy billet inserted into the insert space to be inserted into the mold.
In the state where the magnesium alloy billet is inserted into the insert space, the pressure generating portion presses the magnesium alloy billet,
After the magnesium alloy billet is pressurized for a predetermined time, the fixing member releases the pad support part so that the pad support part lowers the rear pressure pad part, the rear pressure pad part is lowered, and at the same time pressurizes the pressure generating part. Scroll hot forging apparatus, characterized in that the magnesium alloy billet is inserted into the inner space of the frame and formed into a scroll.
상기 일정시간은 상기 마그네슘 합금 빌렛이 상기 압력발생부에 의해 가압되어 동적 재결정(dynamic recrystallization)이 유발되는 시간인 것을 특징으로 하는 스크롤 열간 단조장치.
The method of claim 1,
Wherein said predetermined time is a time at which said magnesium alloy billet is pressed by said pressure generating part to cause dynamic recrystallization.
상기 금형부는 측부에 적어도 하나의 홀이 형성되고,
상기 압력발생부는 상기 홀에 삽입되어 상기 압력발생부의 이동에 따라 수직이동하는 고정해제부를 포함하며,
상기 고정해제부의 하방 이동에 의해 상기 고정부재가 상기 패드지지부를 고정해제시키는 것을 특징으로 하는 스크롤 열간 단조장치.
The method of claim 1,
At least one hole is formed at the side of the mold portion,
The pressure generating portion includes a fixed release portion inserted into the hole to move vertically in accordance with the movement of the pressure generating portion,
Scroll fixing forging device, characterized in that the fixing member releases the pad support by the downward movement of the release.
상기 마그네슘 합금 빌렛의 온도가 150℃ 내지 400℃로 유지되도록, 상기 스크롤 단조장치가 가열장치에 의해 가열된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 스크롤 열간 단조장치.
The method of claim 1,
And the scroll forging apparatus is performed while the scroll forging apparatus is heated by a heating apparatus so that the temperature of the magnesium alloy billet is maintained at 150 ° C to 400 ° C.
상기 압력발생부는 1mm/s 내지 100mm/s의 속도로 하강하는 것을 특징으로 하는 스크롤 열간 단조장치.
The method of claim 1,
The pressure generating unit scroll hot forging device, characterized in that descending at a speed of 1mm / s to 100mm / s.
상기 마그네슘 합금 빌렛은 2 중량% 내지 9 중량%의 Al(aluminium) 및 0.1 중량% 내지 2 중량%의 Zn(zinc)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 열간 단조장치.
The method of claim 1,
The magnesium alloy billet is 2 to 9% by weight of Al (aluminium) and 0.1 to 2% by weight Zn (zinc) comprising a scroll hot forging apparatus.
상기 마그네슘 합금 빌렛은 AZ31, AZ61 또는 AZ80으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤 열간 단조장치.
The method of claim 1,
The magnesium alloy billet scroll hot forging device, characterized in that consisting of AZ31, AZ61 or AZ80.
상기 마그네슘 합금 빌렛은 상기 인서트 공간 및 성형틀과의 마찰이 감소되도록 흑연 코팅된 상태에서 성형되는 것을 특징으로 하는 스크롤 열간 단조장치.
The method of claim 1,
And the magnesium alloy billet is molded in a graphite coated state to reduce friction between the insert space and the molding die.
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---|---|---|---|---|
KR101716769B1 (en) | 2015-10-28 | 2017-03-15 | 경상대학교산학협력단 | Apparatus for forging |
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2013
- 2013-07-04 KR KR1020130078194A patent/KR101314086B1/en not_active IP Right Cessation
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