KR101471744B1

KR101471744B1 - 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템

Info

Publication number: KR101471744B1
Application number: KR1020130020202A
Authority: KR
Inventors: 김경운
Original assignee: 김경운
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-12-10
Also published as: KR20140106107A

Abstract

본 발명은 금속분말이 충진되는 캐비티를 가지며 승강 동작을 수행하는 다이와, 상기 다이의 캐비티에 설치되는 하펀치와, 상기 하펀치의 내부를 관통한 상태에서 상기 캐비티의 중앙에 설치되는 코어와, 상기 하펀치 위에 위치하며 상기 캐비티에 충진되어 있는 금속분말을 가압 성형하는 상펀치로 구성한 분말 성형 프레스기를 포함하며, 상기 분말 성형 프레스기에는 상기 다이의 캐비티 내경과 상기 코어의 외경으로 윤활유를 도포하는 스프레이 노즐이 더 포함되며, 상기 스프레이 노즐은 하단은 개방시킨 상태에서 내부에는 챔버가 형성된 바디와, 상기 바디의 일측에 연결되며 상기 바디의 챔버로 액상의 윤활유를 공급하는 공급관로와, 상기 바디의 챔버에 일단이 설치되고 타단은 상기 바디의 챔버 외부로 노출 구성된 상태에서 상기 캐비티의 내경과 코어의 외경에 도포되고 난 잔류 윤활유를 외부로 배출시키는 배출관로 및 상기 배출관로의 일단 둘레면을 따라 돌출 형성되며 상기 바디의 챔버로 공급된 윤활액이 회전 와류를 일으킨 상태에서 캐비티의 내경과 코어의 외경에 균일하게 도포되도록 유도하는 와류유도용 블레이드로 구성함을 특징으로 하는 분말 프레스 성형용 금형 윤활 시스템을 제공한다.

Description

분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템{A lubrication system for powder molding presses}

본 발명은 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 마찰 감소를 위한 윤활유의 사용량을 최소화시키거나 없애 밀도가 높은 성형품을 제조할 수 있도록 한 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 분말 성형 프레스기는 금속가루인 분말소재를 다이의 성형구멍내로 충전시켜 압축 성형하여 그린컴팩트라 부르고 있는 원하는 모양과 형상의 분말 성형품으로 제조하는 것으로 대체적으로 기계에서 작업을 하기에 까다로운 제품을 용이하게 성형할 수 있으며, 또한 성형된 제품의 정도가 우수하고 일반적인 기계가공을 생략할 수 있는 성형방법으로 알려져 있다.

종래 분말 성형 프레스기의 일반적인 구조는 금속분말이 충진되는 캐비티를 가지는 다이와, 상기 캐비티에 충진되어 있는 금속분말을 압축하는 상, 하펀치 및 상기 하펀치의 중앙을 관통한 상태로 상기 캐비티내에 위치하는 코어를 포함하여 구성한다.

상기한 구성의 분말 성형 프레스기는 금속분말을 다이의 캐비티내로 충진하고 나면 상펀치가 하강하며 금속분말을 가압하여 목적하는 형상의 성형체를 제작하게 되는 데, 이때 금속분말은 상펀치의 가압으로 인해 캐비티의 내경과 또한 캐비티를 관통하고 있는 코어의 외경과의 마찰로 인해 성형이 원활히 이루어지지 못하다는 단점이 있다.

따라서 종래에는 금속분말에 분말형태의 윤활제를 일정량 첨가시켜 성형에 따른 마찰을 감소시키도록 하고 있으나, 이러한 윤활제의 첨가는 다음과 같은 새로운 문제점들을 야기시키게 된다.

첫 번째로 금속분말상의 윤활제를 첨가하게 되면, 금속분말 사이에는 윤활제가 일정부분의 체적을 차지하게 되며, 따라서 성형 완료된 성형체에는 윤활제가 가지는 체적만큼의 금속분말이 채워지지 않게 됨으로서 성형밀도가 떨어지는 단점이 있으며, 이러한 단점은 결과적으로 성형밀도를 낮추어 성형체의 기계적 특성치를 떨어뜨리는 원인이 된다.

두 번째로 금속분말에 첨가된 윤활제는 성형과정에서 마찰을 감소시킬 목적으로만 사용된 것이며, 따라서 성형이 완료된 성형체를 가열하는 소결(sintering)공정에서 윤활제를 제거하기 위해 본 가열을 하기 전에 예비가열공정을 거치게 된다. 이때 가열공정을 높은 온도로 빠르게 진행하게 되면 윤활제가 열분해되는 과정에서 가스를 발생시켜 성형체가 부스러지거나 혹은 발생하는 가스가 입자간의 결합을 방해하여 소결후의 강도가 떨어지는 문제점이 있다. 따라서 예비가열공정에서는 낮은 온도로 성형체를 천천히 가열시키게 되는 데, 이러한 예비가열공정은 지나친 작업시간의 증가를 가져와 결과적으로 생산성이 낮아지고 코스트가 증가하는 원인이 된다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 금속분말을 프레스로 성형하기 전, 스프레이노즐을 이용하여 다이의 캐비티로 윤활액을 먼저 분사한 후, 금속분말을 충진시켜 프레스 성형토록 한 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 하펀치가 상승하는 과정에서 윤활액을 다이와 펀치 및 펀치와 코아의 간극을 이용하여 다이의 캐비티 내경 및 코어의 외경에 균일하게 도포하고, 잔류하는 윤활액은 외부로 배출시키도록 하여 최소한의 윤활유 사용만으로 밀도가 높은 성형품을 제조할 수 있도록 한 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 성형체의 성형밀도를 최대한 높혀 기계적 특성치를 향상시킬 수 있도록 한 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 소결공정에서 불필요한 공정을 줄여 생산성의 향상과 코스트의 절감효과를 구현할 수 있는 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템을 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 금속분말이 충진되는 캐비티를 가지며 승강 동작을 수행하는 다이와, 상기 다이의 캐비티에 설치되는 하펀치와, 상기 하펀치의 내부를 관통한 상태에서 상기 캐비티의 중앙에 설치되는 코어와, 상기 하펀치 위에 위치하며 상기 캐비티에 충진되어 있는 금속분말을 가압 성형하는 상펀치로 구성한 분말 성형 프레스기를 포함하며, 상기 분말 성형 프레스기에는 상기 다이의 캐비티 내경과 상기 코어의 외경으로 윤활유를 도포하는 스프레이 노즐이 더 포함되며, 상기 스프레이 노즐은 하단은 개방시킨 상태에서 내부에는 챔버가 형성된 바디와, 상기 바디의 일측에 연결되며 상기 바디의 챔버로 액상의 윤활유를 분무 공급하는 공급관로와, 상기 바디의 챔버에 일단이 설치되고 타단은 상기 바디의 챔버 외부로 노출 구성된 상태에서 상기 캐비티의 내경과 코어의 외경에 도포되고 난 잔류 윤활유를 외부로 배출시키는 배출관로 및 상기 배출관로의 일단 둘레면을 따라 돌출 형성되며 상기 바디의 챔버로 공급된 윤활액이 회전 와류를 일으킨 상태에서 캐비티의 내경과 코어의 외경에 균일하게 도포되도록 유도하는 와류유도용 블레이드로 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 금속분말에 윤활제를 첨가하지 않고, 액상의 윤활액을 다이의 캐비티 내경과, 코어의 외경에 분무 도포한 상태로 금속분말을 가압성형토록 함으로서 윤활제가 첨가되지 않거나 극소량의 윤활제만 첨가한 상태로 성형체를 제작할 수 있게 되어 성형체의 성형밀도를 높일 수 있고, 이에 따른 성형체의 기계적 특성치를 향상시킬 수 있음은 물론 소결공정에서 불필요한 공정을 줄여 생산성의 향상과 코스트의 절감효과를 구현할 수 있다.

특히, 본 발명은 하펀치가 상승하는 과정에서 다이와 펀치 및 펀치와 코아의 간극을 이용하여 윤활액을 다이의 캐비티 내경 및 코어의 외경에 균일하게 도포하고, 잔류하는 윤활액은 외부로 배출시키도록 하여 최소한의 윤활유 사용만으로 성형밀도가 높은 완제품의 성형체를 제조할 수 있는 작용효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 스프레이 노즐의 구조를 발췌하여 입체적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 스프레이 노즐로 윤활유를 공급하는 윤활유 공급수단의 구조를 도시한 도면.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 동작과정에서 윤활유 공급단계를 순차적으로 도시한 도면들.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 동작과정에서 충전단계를 순차적으로 도시한 도면들.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 동작과정에서 가압단계를 순차적으로 도시한 도면들.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 동작과정에서 압출단계를 순차적으로 도시한 도면들.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 다른 실시 예에 따른 동작과정에서 윤활유 공급단계를 순차적으로 도시한 도면들.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 다른 실시 예에 따른 동작과정에서 충전단계를 순차적으로 도시한 도면들.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 다른 실시 예에 따른 동작과정에서 가압단계를 순차적으로 도시한 도면들.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 다른 실시 예에 따른 동작과정에서 압출단계를 순차적으로 도시한 도면들.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 분말 성형 프레스기(10)는 금속분말(1)을 이송하는 휘다컵(5)과, 상기 휘다컵(5)으로 이송되는 금속분말(1)이 충전되는 캐비티(14)를 가지는 다이(12)와, 상기 다이(12)의 캐비티(14) 아래쪽에 설치되는 하펀치(16)와, 상기 하펀치(16)를 지지하는 하펀치블럭(18) 및 하펀치플레이트(20)와, 상기 다이(12)와 가이드(21)로 연결되며 하부램(26)의 동작에 따라 상기 다이(12)를 상, 하강동작시키는 코어플레이트(24)와, 상기 코어플레이트(24) 상에 설치되며 상기 하펀치(16)의 내부를 관통한 상태에서 상기 캐비티(14)의 중앙에 위치하며 상기 다이(12)와 함께 상, 하강동작을 수행하는 코어(22) 및 상기 하펀치(16) 위쪽에 위치하며 상부램(30)의 동작으로 하강동작을 수행하며 상기 캐비티(14)에 충전되어 있는 금속분말(1)을 가압하여 성형하는 상펀치(28)를 포함하여 구성한다. 이때 상기 코어(22)는 필요에 따라 사용치 않을 수도 있다.

한편, 상기한 분말 성형 프레스기(10)에는 스프레이 노즐(50)이 구비된다. 상기 스프레이 노즐(50)은 다이(12)의 캐비티(14)내로 금속분말(1)을 충전시키기 전, 외부의 윤활유 공급수단(70)을 통해 상기 캐비티(14)의 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 액상의 윤활유를 도포시켜 상펀치(28)의 가압에 따른 금속분말(1)의 마찰을 방지토록 한다.

첨부된 도 2는 상기한 스프레이 노즐(50)의 구성을 상세하게 도시한 도면이다.

도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 스프레이 노즐(50)은 하단은 개방시킨 상태에서 내부에는 챔버(54)가 형성된 바디(52)와, 상기 바디(52)의 일측에 연결되며 윤활유 공급수단(70)을 통해 상기 바디(52)의 챔버(54)로 액상의 윤활유를 분무 공급하는 공급관로(56)와, 상기 바디(52)의 챔버(54)에 일단이 설치되고 타단은 상기 바디(52)의 챔버(54) 외부로 노출 구성된 상태에서 상기 캐비티(14)의 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되고 잔류하는 윤활유 및 상기 윤활유를 공급할 수 있도록 압력을 제공하는 에어를 함께 외부로 배출시키는 배출관로(58) 및 상기 배출관로(58)의 일단 둘레면을 따라 돌출 형성되며 상기 바디(52)의 챔버(54)로 공급된 윤활유가 회전 와류를 일으킨 상태에서 캐비티(14)의 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포될 수 있도록 유도하는 와류유도용 블레이드(60)를 포함하여 구성한다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 와류유도용 블레이드(60)를 배출관로(58)의 일단 둘레면에 형성된 것으로 대표하여 기술하였으나, 이외에 바디(52)의 내측면 둘레를 따라 형성하여 구성할 수도 있다.

상기한 스프레이 노즐(50)은 공급관로(56)를 통해 고압의 에어와 함께 액상의 윤활유가 바디(52) 내부 챔버(54)로 분무 공급되고 나면 윤활유는 다이(12)의 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되어 지는 데, 이때 윤활유는 배출관로(58)의 둘레면에 형성되어 있는 와류유도용 블레이드(60)를 통해 와류를 일으킨 상태로 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되어 짐으로서 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a) 전체면을 균일하게 도포할 수 있게 된다.

상기 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)으로 도포되고 남은 윤활액은 에어와 함께 배출관로를 통해 외부로 배출되어 진다.

한편, 상기 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)으로 윤활유가 도포되고 나면 스프레이 노즐(50)이 다이(12) 외부로 취출되고, 이어서 다이(12)가 하강 동작하는 과정에서 하펀치(16)는 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되어 있는 윤활유를 긁고 지나가게 되는 데, 이때 최소한의 윤활유만 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되고 나머지 윤활유는 하펀치(16)에 의해 다이(12) 상면으로 밀려 올라간 후, 클리너에 의해 제거되어 진다.

즉, 상기 다이(12)의 하강에 따른 하펀치(16)를 통해 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에는 최소한의 윤활유막만 형성될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 분말 프레스기를 통해 윤활제가 첨가되지 않은 상태로 성형되는 성형체는 종래 윤활제가 첨가된 성형체에 비해 높은 성형밀도를 가지게 되는 바, 이는 아래의 계산식을 통해 용이하게 이해될 것이다.

{계산 례}

W = 성형체 중량(gr)

GD = 성형밀도(gr/cm³)

V = 성형체 체적(cm³)

P = 분말 상태의 윤활제 중량비 첨가비율(%)

LD = 분말 상태의 윤활제 이론밀도(gr/cm³)

LV = 분말 상태의 윤활제 체적(cm³)

LP = 분말 상태의 윤활제가 성형체 내에 차지한 체적 비율(%)

GD = W/V ------- (1)

LV = W×P/(100× LD)--------(2)

LP = LV/V× 100---------(3)

<조건> 성형시 윤활제를 성형체 총중량 대비 1% 첨가 하였다고 보고(실제의 일반적 첨가 비율은 0.5%~1.5%의 범위 내에 있다)

소결시 치수변화가 없다고 가정하고, 또한 윤활제만 100% 제거되었다고 가정하면, W=15gr, P=1.0%, LD=1.2gr/cm³ , GD=7gr/cm³로 성형한 경우는 아래와 같은 결과가 나온다.

<결과치>

(1)의 식에서 성형체 체적 V=W/GD=2.14cm³

(2)의 식에서 윤활제 체적 LV=W× P/(100ㅧ LD)=0.125cm³

(3)의 식에서 윤활제가 차지한 체적비율은 LP=LV/V× 100=5.84%가 됨을 알 수 있다.

한편, 본 발명과 같이 금속분말에 윤활제를 첨가하지 않고, 체적의 90%를 원료분말로서 채워 넣을 수 있다고 하면, 도달 가능한 성형밀도 GD는 7× (1+LP×0.9/100)=7.36gr/cm³가 됨으로서 윤활제가 첨가될 때의 성형밀도 GD=7gr/cm³에 비해 0.36gr/cm³만큼의 높아진 성형밀도를 얻을 수 있게 됨으로서 일반적인 상온에서의 윤활제 첨가방식으로는 실제적으로 도달하기 힘든 성형밀도를 얻을 수 있어 현저한 기계적 특성치의 상승을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

첨부된 도 3은 상기 스프레이 노즐(50)로 윤활유를 공급하는 윤활유 공급수단(70)의 구조를 도시한 도면이다.

도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 윤활유 공급수단(70)은 상기 공급관로(56)와 공급호스(74)로 연결되고, 상기 배출관로(58)와 배출호스(76)로 각각 연결되는 밸브(73)와, 상기 밸브(73)로 윤활유를 공급하는 윤활유탱크(78), 상기 밸브(73)로 공급된 윤활유를 상기 공급호스(74)로 분사시키는 에어컴프레셔(80), 상기 밸브(73)에 연결되며 상기 배출호스(76)를 통해 배출되는 윤활유 및 에어를 공급받은 상태에서 배출되는 윤활유를 포집 처리하는 싸이클론(82) 및 상기 싸이클론(82)을 통과한 윤활유에 재차 여과하는 오일미스트 여과기(84)를 포함한다.

상기 윤활유 공급수단(70) 아래에는 스프레이 노즐(50)을 분말 성형 프레스기의 다이(12) 위로 진입 및 취출 동작시키는 구동수단이 더 설치된다. 상기 구동수단은 상기 스프레이 노즐(50)의 바디(52)에 로드(92)로 연결 구성되어 상기 로드(92)를 전, 후 왕복 이동시켜 상기 스프레이 노즐(50)을 다이(12) 위로 진입 및 취출 동작시키는 실린더(90)로 구성한다.

이하, 본 발명에 따른 분말 성형 프레스기의 동작 과정을 도 4a 내지 도 7c를 참조하여 기술하기로 한다.

본 발명의 분말 성형 프레스기의 구동방식은 윤활유 공급단계(S1), 충전단계(S2), 가압단계(S3) 및 압출단계(S4)로 이루어진다.

상기 윤활유 공급단계(S1)는 도 4a 내지 도 4c에서와 같이 다시 3단계로 나뉘어 지는 데, 바람직하게는 다이(12)가 하강 동작한 상태에서 상기 다이(12)의 상단으로 구동수단인 실린더(90)의 구동으로 윤활유를 공급하는 스프레이 노즐(50)을 진입시키도록 한다.

이어서, 다이(12)가 상승하며 스프레이 노즐(50)을 구성하는 바디(52)의 개방된 하단으로 다이(12)의 캐비티(14)가 밀착되도록 한 다음, 윤활유 공급수단(70)을 통해 에어의 압력으로 액상의 윤활유를 상기 바디(52)의 챔버(54)로 분무하면 윤활유는 배출라인(58)의 둘레면에 형성되어 있는 와류유도용 블레이드(60)를 통해 와류를 일으킨 상태로 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되어 지고, 이와 함께 남은 윤활유는 에어와 함께 배출라인(58)을 통해 윤활유 공급수단(70)의 싸이클론(82)으로 배출되는 윤활유를 포집 처리한 다음, 오일미스트 여과기(84)를 거치게 된다.

다음, 다이(12)의 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 윤활유가 도포되고 나면 상기 다이(12)는 하부램(26)의 구동으로 다시 하강 동작하게 되는 데, 이 과정에서 하펀치(16)는 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되어 있는 윤활액을 긁고 지나가며 최소한의 윤활유만 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되도록 하고 나머지 윤활유는 하펀치(16)에 의해 다이(12) 상면으로 밀어 올려 제거토록 한다.

상기 충전단계(S2)는 도 5a 내지 도 5c에서와 같이 스프레이 노즐(50)을 상승시키고 다이(12)를 하강 동작시킨 상태에서 클리너(94)를 이용하여 다이(12)의 상면으로 배출된 잔여 윤활유를 제거한 다음, 클리너(94)를 후퇴시키고 휘다컵(5)을 전진시킨다.

이어서 다이(12)와 코어(22)를 상승시켜 상기 다이(12)의 캐비티(14)로 금속분말(1)을 충전시키도록 한다.

상기 가압단계(S3)는 도 6a 내지 도 6c에서와 같이 다이(12)의 캐비티(14)에 충전되어 있는 금속분말(1)을 가압 성형하는 것으로서, 구체적으로는 휘다컵(5)을 후퇴시킨 후, 상부램(30)의 동작으로 상펀치(28)를 하강시켜 캐비티(14)에 충전되어 있는 금속분말(1)을 가압 성형하고, 이어서 상부램(30)의 동작으로 상펀치(28)를 상승시켜 초기상태로 복귀시키도록 한다.

상기 압출단계(S4)는 도 7a 내지 도 7c에서 도시하고 있는 가압 성형된 성형체(1a)를 캐비티(14)에서 취출하는 것으로서, 구체적으로는 하펀치(16)는 고정시킨 상태에서 하부램(26)이 동작하며 다이(12)와 코어(22)를 하강시키게 되면 성형체(1a)는 하펀치(16)에 지지된 상태에서 다이(12)와 코어(22)의 하강동작에 따라 캐비티(14)에서 취출된 상태가 된다.

한편, 첨부된 도 8a 내지 도 11c는 본 발명에 따른 분말 성형 프레스기의 다른 실시 예에 따른 동작 과정을 도시한 도면들이다.

본 발명의 분말 성형 프레스기의 구동방식은 전술한 구동방식과 같이 윤활유 공급단계(S10), 충전단계(S20), 가압단계(S30) 및 압출단계(S40)로 이루어지되, 상기 윤활유 공급단계 및 충전단계에서 다이가 상, 하 동작하는 것이 아니라 하펀치가 상, 하로 동작하도록 구성한 것에 차이를 가진다.

구체적으로 도 8a 내지 도 8c에서와 같이 윤활유 공급단계(S10)에서 다이(12)가 하강 동작한 상태에서 상기 다이(12)의 상단으로 구동수단인 실린더(90)의 구동으로 윤활유를 공급하는 스프레이 노즐(50)을 진입시키도록 한다.

이어서, 다이(12)가 상승하며 스프레이 노즐(50)을 구성하는 바디(52)의 개방된 하단으로 다이(12)의 캐비티(14)가 밀착되도록 한 다음, 윤활유 공급수단(70)을 통해 에어의 압력으로 액상의 윤활유를 상기 바디(52)의 챔버(54)로 공급하면 윤활유는 배출라인(58)의 둘레면에 형성되어 있는 와류유도용 블레이드(60)를 통해 와류를 일으킨 상태로 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되어 지고, 이와 함께 남은 윤활유는 에어와 함께 배출라인(58)을 통해 윤활유 공급수단(70)인 싸이클론(82)으로 배출되는 이물질을 포집 처리한 다음, 오일미스트 여과기(84)를 거치게 된다.

다음, 다이(12)의 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 윤활유가 도포되고 나면 도 8a에서와 같이 다이와 코어는 정지상태에 있고, 하펀치가 상승하며 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되어 있는 윤활액을 긁고 지나가며 최소한의 윤활유만 캐비티(14) 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되도록 하고 나머지 윤활유는 하펀치(16)에 의해 다이(12) 상면으로 밀어 올려 제거토록 한다.

이어서, 충전단계(S20)에서 도 9a 내지 도 9c에서와 같이 클리너(94)를 이용하여 다이(12)의 상면으로 배출된 잔여 윤활유를 제거한 다음, 클리너(94)를 후퇴시키고 휘다컵(5)을 전진시킨다.(도 9a, 도 9b)

이어서, 도 9c에서와 같이 하펀치(16)를 하강시켜 상기 다이(12)의 캐비티(14)로 금속분말(1)을 충전시키도록 한다.

다음 가압단계(S30)에서 도 10a 내지 도 10c에서와 같이 휘다컵(5)을 후퇴시킨 후, 상부램(30)의 동작으로 상펀치(28)를 하강시켜 캐비티(14)에 충전되어 있는 금속분말(1)을 가압 성형하고, 이어서 상부램(30)의 동작으로 상펀치(28)를 상승시켜 초기상태로 복귀시키도록 한다.

이어서, 압출단계(S40)에서 도 11a 내지 도 11c에서 도시하고 있는 바와 같이 하펀치(16)는 고정시킨 상태에서 하부램(26)이 동작하며 다이(12)와 코어(22)를 하강시키게 되면 성형체(1a)는 하펀치(16)에 지지된 상태에서 다이(12)와 코어(22)의 하강동작에 따라 캐비티(14)에서 취출된 상태가 된다.

10: 분말 성형 프레스기 12: 다이
14: 캐비티 14a: 내경
16: 하펀치 22: 코어
22a: 외경 50: 스프레이 노즐
52: 바디 54: 챔버
56: 윤활유 공급라인 58: 배출라인
60: 와류유도용 블레이드 70: 윤활유 공급수단

Claims

금속분말(1)이 충진되는 캐비티(14)를 가지는 다이(12)와;
상기 다이(12)의 캐비티(14)에 설치되는 하펀치(16)와;
상기 하펀치(16)의 내부를 관통한 상태에서 상기 캐비티(14)의 중앙에 설치되는 코어(22)와;
상기 하펀치(16) 위에 위치하며 상기 캐비티(14)에 충진되어 있는 금속분말(1)을 가압 성형하는 상펀치(28)로 구성한 분말 성형 프레스기를 포함하며;
상기 분말 성형 프레스기에는 상기 다이(12)의 캐비티(14) 내경(14a)과 상기 코어(22)의 외경(22a)으로 윤활유를 도포하는 스프레이 노즐(50)이 더 포함되며;
상기 스프레이 노즐(50)은;
하단은 개방시킨 상태에서 내부에는 챔버(54)가 형성된 바디(52)와;
상기 바디(52)의 일측에 연결되며 상기 바디(52)의 챔버(54)로 액상의 윤활유를 분무 공급하는 공급관로(54)와;
상기 바디(52)의 챔버(54)에 일단이 설치되고 타단은 상기 바디(52)의 챔버(54) 외부로 노출 구성된 상태에서 상기 캐비티(14)의 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 도포되고 난 잔류 윤활유를 외부로 배출시키는 배출관로(56)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 배출관로(56)의 일단 둘레면에는 상기 바디(52)의 챔버(54)로 공급된 윤활액이 회전 와류를 일으킨 상태에서 캐비티(14)의 내경(14a)과 코어(22)의 외경(22a)에 균일하게 도포될 수 있도록 유도하는 와류유도용 블레이드(60)가 돌출 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 다이(12)의 캐비티(14) 내경(14a)과 상기 코어(22)의 외경(22a)에 도포되는 윤활액은 상기 다이 및 상기 하펀치의 하강 및 상승 동작에 따라 보다 균일하게 도포되어 짐을 특징으로 하는 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템.
삭제
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 분말 프레스기에는 클리너(94)가 더 구비되도록 함을 특징으로 하는 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템.