KR101350058B1 - 프레스 가공용 타발유 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중나프타 (heavy naphtha), 부틸 스테어산 (butyl stearate) 및 유압작동유를 포함하는 타발유 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 상기 조성물 100 중량부에 대하여 중나프타와 부틸 스테어산으로 이루어진 혼합물 88 내지 98 중량부와 유압작동유 2 내지 12 중량부를 포함하는 프레스 가공용 타발유 조성물은 가공성이 저하되는 제품에 유리하며 우수한 윤활성으로 프레스 가공시 생기는 전기강판의 무기물질 코팅재로 인한 금형 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 유리한 윤활성의 특성을 이용하여 금형의 전단부분에 발생하는 금속 가루를 다이하부와 스트랩에 묻혀 배출되게 하여 금형 수명을 연장시킬 수 있다.

Description

프레스 가공용 타발유 조성물 {Composition of Punch oil for press work}

본 발명은 프레스 가공용 타발유 조성물에 관한 것이다.

종래에 사용되는 프레스 가공용 타발유는 통상적으로 95% 이상의 히드로처리된 중나프타 (hydrotreated heavy naphtha)와 5% 이하의 부틸 스테어산 (butyl stearate)으로 혼합된 성분이다. 종래의 타발유를 사용할 경우 윤활성이 충분하지 않아 적층된 제품의 프레스 공정에서 엠보에 의한 횡압력이 발생하고 이때 제품이 금형 다이를 원활히 빠져나가지 못하고 큰 마찰열을 발생시켜 하형부 (금형 다이부)가 깨어지는 현상이 발생한다. 또한 금형의 전단부위에서 발생하는 코팅가루로 인하여 금형 내부에 잔류하여 클리어런스 흡착으로 금형 파손의 원인이 되고 금형 수명 단축으로 이어지게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 가공성이 저하되는 제품에 유리하며 우수한 윤활성으로 프레스 가공시 생기는 전기강판의 무기물질 코팅재로 인한 금형 파손을 방지할 수 있는, 중나프타 (heavy naphtha), 부틸 스테어산 (butyl stearate) 및 유압작동유를 포함하는 프레스 가공용 타발유 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명은 중나프타 (heavy naphtha), 부틸 스테어산 (butyl stearate) 및 유압작동유를 포함하는 타발유 조성물이며, 상기 조성물 100 중량부에 대하여 중나프타와 부틸 스테어산으로 이루어진 혼합물 88 내지 98 중량부와 유압작동유 2 내지 12 중량부를 포함하는 프레스 가공용 타발유 조성물을 제공한다.

상기 타발유 조성물은 방향성 전기강판에 도포될 수 있다.

본 발명의 타발유 조성물은 종래재에 비하여 유리한 윤활성의 특성을 이용하여 금형의 전단부분에 발생하는 금속 가루를 다이하부와 스트랩에 묻혀 배출하므로 금형 수명을 연장시키는 직접적인 효과를 가질 뿐만 아니라, 종래의 타발유를 사용했을 경우에 비하여 약 40% 증가된 타수를 얻을 수 있었다. 또한, 프레스 공정에서 다이와 펀치 사이에 점도가 높은 유막 형성을 함으로서 마찰열을 감소시킬 수 있었는데, 펀칭으로 일어나는 다이부의 모서리의 마모의 감소로 펀치와 다이의 연마 주기를 줄여주는 효과를 얻는 것과 동시에 펀치의 내마모성을 증가시키는 부가적인 효과 또한 발생시킬 수 있다.

본 발명은 중나프타 (heavy naphtha), 부틸 스테어산 (butyl stearate) 및 유압작동유를 포함하는 프레스 가공용 타발유 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

종래의 프레스 가공용 타발유는 통상적으로 95% 이상의 중나프타 (heavy naphtha)와 5% 이하의 부틸 스테어산 (butyl stearate)으로 혼합되었는데, 이 타발유를 사용할 경우 윤활성이 충분하지 않아 적층된 제품의 프레스 공정에서 엠보에 의한 횡압력이 발생하고 이때 제품이 금형 다이를 원활히 빠져나가지 못하고 큰 마찰열을 발생시켜 하형부 (금형 다이부)가 깨어지는 현상이 발생할 뿐 아니라, 금형의 전단부위에서 발생하는 코팅가루로 인하여 금형 내부에 잔류하여 클리어런스 흡착으로 금형 파손의 원인이 되고 금형 수명 단축으로 이어지게 되는 단점이 있었다. 이에 본 발명자는 상기 문제점을 해결하고자 노력하던 중 본 발명의 프레스 가공용 타발유 조성물을 사용할 경우 상기 문제점을 해결할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 중나프타 (heavy naphtha), 부틸 스테어산 (butyl stearate) 및 유압작동유를 포함하는 프레스 가공용 타발유 조성물을 제공한다.

본 발명은 종래에 사용되는 타발유의 조성물인 중나프타 (heavy naphtha), 부틸 스테어산 (butyl stearate)에 유압작동유를 첨가함으로, 냉각성 및 기화성이 우수하여 금속 컷팅시 마찰열로 인해 발생하는 고온의 영향을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 윤활성의 특성을 이용하여 금형의 전단부분에 발생하는 금속 가루를 다이하부와 스트랩에 묻혀 배출되게 하여 금형 수명을 연장시킬 수 있다.

상기 중나프타는 특별히 한정된 것은 아니나, 바람직하게는 히드로처리된 중나프타 (hydrotreated heavy naphtha)일 수 있다.

본 발명의 일례로, 상기 히드로처리된 중나프타는 (주) 삼화유업에서 제공된 제품 (CAS 번호 64742-48-9)를 사용할 수 있다.

상기 중나프타와 부틸 스테어산으로 이루어진 혼합물 100 중량부에 대하여, 중나프타 93 내지 98 중량부 및 부틸 스테어산 0.5 내지 8 중량부를 포함할 수 있다.

상기 유압작동유의 종류는 특별히 한정된 것은 아니며, the American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability Guidelines에 광범위하게 명시된 그룹 I-V에 속하는 베이스 오일 중 어느 것으로부터도 선택될 수 있으며, 바람직하게는 중파라핀 증류액 (Heavy Praffinic Distillate), 항마모제 및 메타크릴산 메틸 중합체 (Methyl methacrylate, polymerized)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 오일일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 유압작동유 100 중량부에 대하여, 수화처리된 중파라핀 증류액 (Hydrotreated Heavy Praffinic Distillate) 94 내지 98 중량부, 항마모제 1 내지 8 중량부 및 메타크릴산 메틸, 중합체 (Methyl methacrylate, polymerized) 0.01 내지 2 중량부로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 오일일 수 있다.

상기 항마모제는 당업계에서 윤활유의 구성성분으로 사용되는 것을 포함할 수 있으며, 그 종류에 있어 특별히 한정된 것은 아니다.

본 발명의 일례로 징크 디알킬디티오포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 디도데실 포스파이트, 황화 고래 기름 (sperm oil), 황화 테르펜, 징크 디알킬디티오카바메이트 등이 포함될 수 있다.

상기 중파라핀 증류액은 특별히 한정된 것은 아니며, 바람직하게는 수화처리된 중파라핀 증류액 (Hydrotreated Heavy Praffinic Distillate)일 수 있으며, 본 발명의 일례로, 상기 수화처리된 중파라핀 증류액으로 (주) 삼화유업에서 제공된 제품 (CAS 번호 64742-54-7)을 사용할 수 있다.

상기 타발유 조성물 100 중량부에 대하여, 중나프타 (heavy naphtha)과 부틸 스테어산 (butyl stearate)으로 이루어진 혼합물 88 내지 98 중량부와 유압작동유 2 내 12 중량부를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 타발유 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 혼합물 90 내지 95 중량부와 유압작동유 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.

상기 중나프타와 부틸 스테어산의 혼합물 및 유압작동유의 중량부에서 적층력이 우수하고 잔류물질이 적으며 금형 수명과 긴밀한 관계인 타수가 종래의 타발유에 비해 30 만타가 증가하여 타발성이 약 40% 이상 증가됨을 확인할 수 있었다.

상기 중나프타 및 부틸 스테어산의 혼합물의 중량부가 상기보다 높고 유압작동유의 중량부가 상기보다 낮을 경우 지나친 마찰응력과 잔류물질로 인하여 금형 파손이 일어날 수 있고, 상기 혼합물의 중량부가 상기보다 낮고 유압작동유의 중량부가 상기보다 높을 경우 지나친 윤활성으로 적층력이 약하거나 적층 엠보의 전단면이 거친 상태이기에 적층이 잘 이루어지지 않을 수 있다.

본 발명의 타발유는 그 용도에 있어서 특별히 한정된 것은 아니나, 바람직하게는 방향성 전기강판에 도포되는 것일 수 있다.

상기 방향성 전기 강판은 무방향성 전기강판과는 달리 2차 재결정을 통해 비정상 결접립 성장을 촉진하여 압연 방향으로 집합조직의 배향성을 더욱 강화시켜 철손 및 자속밀도 특성을 향상시킨 것일 수 있다.

방항성 전기강판은 층간의 절연을 위하여 포르스테라이트 (Mg₂SiO₄)와 Al을 산화물을 포함한 무기질 코팅재를 주로 이용하기 때문에, 경도가 높아 금형의 수명이 현저하게 떨어지며 강판과 코팅재의 밀착성이 낮아져 프레스 가공시 전단면 부근에서 코팅가루가 이탈되어 금형 내에 잔류하게 되고 금형 파손을 일으키는 등 가공성이 감소될 수 있는데, 이에 본 발명의 윤활성이 증가된 타발유 조성물을 가공성 저하를 일으키는 무기질 코팅재를 이용한 방향성 전기강판에 도포함으로 가공성이 저하된 제품의 프레스 공정에서 발생하는 큰 마찰열을 방지할 수 있고 극압 저항성과 열에 대한 저항력을 증가시킬 수 있다.

상기 방향성 전기강판의 용도는 특별히 한정된 것은 아니나, 코어의 재료로 이용될 수 있는데 일례로 모터 코어, 변압기 코어, 솔레이드 코어 및 예각 형상의 가지는 제품 등에 활용될 수 있다.

본 발명의 타발유의 전기강판으로의 도포방식은 직접적 도포 및 간접적 도포를 모두 포함할 수 있으며, 상기 도포방식에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일례로, 전기강판과 접촉된 천에 본 발명의 타발유를 도포할 수 있다. 상기 천의 종류는 특별히 한정된 것은 아니나 극미세사를 사용하여 타발유를 간접적으로 분무함으로 보다 광범위하게 전기강판에 도포 되도록 할 수 있다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

< 실시예 >

실시예 1: 타발유 조성물의 제조

95% 이상의 히드로처리된 중 나프타 (hydrotreated heavy naphtha)와 5% 이하의 부틸 스테어산 (butyl stearate) 성분으로 구성된 종래의 타발유에다가, 95% 이상의 정밀 용저-정제된 수화처리된 중파라핀 증류액 (Severely Solvent-Refined Hydrotreated Heavy Praffinic Distillate)와 5% 이하의 항마모 첨가제와 0.5% 이하의 메타크릴산 메틸, 중합체 (Methyl methacrylate, polymerized)로 이루어진 성분으로 구성된 유압작동유를 혼합 (하기 표 1에서 복합 타발유라 명명)하였다.

실시예 2: 타발유 조성물의 도포

타발유의 분무 과정의 경우 전기강판이 S루프를 통과 후 피더를 지난 직후에 솔레노이드 밸브를 통하여 공급되어 분무 되는데, 이때 타발유를 직접 도포하는 것이 아닌 전기강판과 접촉된 극미세사의 천에다가 분무함으로서 보다 광범위한 전기강판에 도포가 되도록 한다. 타발유의 도포량은 1ℓ의 양으로 150,000타를 사용함으로 1타에 약 0.007ml의 양으로 전기강판에 도포하였다.

실시예 3: 타발유 조성물의 혼합비의 결정

가로, 세로의 크기가 40mm인 T형 분할형 코어를 0.3mm 두께의 방향성 전기강판을 사용하여 시험 형상 제품을 만들어 우수한 금형 수명을 가지는 타발유와 유압작동유의 적정 비율을 알아내고자 한다. 실시예 1의 타발유 (복합 타발유)의 도포량은 1타에 0.007ml를 사용하였으며 타발 조건은 Burr의 높이가 재료 두께의 10%인 약 0.03mm가 될 때까지 측정하였다.

구분	시험 재료	복합 타발유의 비율 (종래재:유압작동유)	금형 수명 (타수)	금형 파손 여부	적층력	잔류 물질 (코팅재)	비고
종래재	1	10:00	700,000	파손	bad	많음	부적합
비교재	2	9.5 : 0.5	1,000,000	정상	good	보통	적합
	3	9.0 : 1.0	1,000,000	정상	good	적음	적합
	4	8.5 : 1.5	1,000,000	정상	normal	적음	부적합
	5	8.0 : 2.0	1,050,000	정상	bad	적음	부적합
	6	7.5 : 2.5	1,050,000	정상	bad	적음	부적합

상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 시험 1번의 경우 지나친 마찰응력과 잔류물질로 인하여 금형 파손이 일어난다. 시험 4번은 적층 엠보의 전단면이 거친 상태이므로 적층이 잘 이루어지지 않는 문제가 발생하였다. 시험 5번과 6번의 경우 적층력이 약한 것은 지나친 윤활성 때문이었다. 따라서 적층력이 우수하고 잔류물질이 적으며 금형 수명과 긴밀한 관계인 타수가 종래재에 비해 30만타가 증가하여 타발성이 약 40% 증가한 시험 3번이 금형 수명이 우수한 복합 타발유의 적정 혼합 비율을 얻을 수 있었다. 또한, 시험 2번의 경우 잔류 물질이 남아있었으나 시험 3번의 경우와 동일한 타수를 가지며 적층력이 우수하였다.

Claims (2)

1. 중나프타 (heavy naphtha), 부틸 스테어산 (butyl stearate) 및 유압작동유를 포함하는 타발유 조성물이며, 상기 조성물 100 중량부에 대하여 중나프타와 부틸 스테어산으로 이루어진 혼합물 88 내지 98 중량부와 유압작동유 2 내지 12 중량부를 포함하며, 상기 유압작동유는 중파라핀 증류액 (Heavy Praffinic Distillate), 항마모제 및 메타크릴산 메틸 중합체 (Methyl methacrylate, polymerized)로 이루어진 것을 특징으로 하는 프레스 가공용 타발유 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 타발유 조성물은 방향성 전기강판에 도포되는, 프레스 가공용 타발유 조성물.