KR101559149B1 - Hot working dies with control layer of thermal stress - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형에 관한 것으로서, 상호 결합되어 캐비티를 형성하는 상부금형 및 하부금형과, 상부금형과 하부금형 중 응력이 집중되거나 마찰응력이 집중되는 부위에 형성된 초경합금층과, 초경합금층과 금형본체 사이에 마련되며, 초경합금층 및 금형본체의 열팽창 계수의 차이에 의한 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 금형본체의 재질인 제1금속과 초경합금층의 재질인 제2금속이 포함된 합금으로 이루어진 열응력 제어층을 구비한다.
본 발명에 따른 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형은 금형본체와 초경합금층 사이에 열응력 제어층이 마련되되, 상기 열응력 제어층은 금형본체의 소재 및 초경합금층의 소재를 믹싱하여 제조하므로 초경합금층의 압축응력증가와, 초경합금층과 금형본체의 열팽창 계수의 차이에 의한 표면부 열균열을 감소시켜 금형의 수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a high wear-resistant, hot-formed mold having a thermal stress control layer, comprising: an upper mold and a lower mold which are coupled to each other to form a cavity; A cemented carbide layer, a cemented carbide layer, and a cemented carbide layer interposed between the cemented carbide layer and the mold body. The cemented carbide layer and the mold body are made of a first metal and a cemented carbide layer, And a thermal stress control layer made of an alloy containing two metals.
A high abrasion resistance hot forming mold having a thermal stress control layer according to the present invention is characterized in that a thermal stress control layer is provided between a metal mold body and a cemented carbide layer and the thermal stress control layer is formed by mixing the material of the metal mold body and the material of the cemented carbide layer It is possible to increase the compressive stress of the cemented carbide layer and reduce the surface crack due to the difference of the thermal expansion coefficient of the cemented carbide layer and the mold body, thereby increasing the life of the mold.

Description

열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형{Hot working dies with control layer of thermal stress}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hot-wear resistant hot-

본 발명은 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금형본체와, 금형본체의 표면에 코팅된 초경합금층 사이에 열응력 제어층이 마련되되, 상기 열응력 제어층은 금형본체의 소재 및 초경합금층의 소재를 믹싱하여 제조하므로 초경합금층의 압축응력증가와, 초경합금층과 금형본체의 열팽창 계수의 차이에 의한 표면부 열균열을 감소시켜 금형의 수명을 증가시킬 수 있는 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형에 관한 것이다. The present invention relates to a high wear-resistant hot-forming mold having a thermal stress control layer, and more particularly, to a heat-stress control layer provided between a mold body and a cemented carbide layer coated on a surface of a mold body, Can be manufactured by mixing the material of the mold body and the material of the cemented carbide layer to increase the compressive stress of the cemented carbide layer and the thermal cracking due to the difference of the thermal expansion coefficient of the cemented carbide layer and the mold body, To a high abrasion resistance hot forming mold having a thermal stress control layer.

일반적으로 상온성형이 어려운 금속, 열간성형고온 성형성이 좋지 않은 초내열합금 소재를 성형하는 단조, 용융된 용융금속(용탕)을 대기압 이상의 압력으로 금형에 압입하고 응고종료까지 가압하여 주조하기 위해서는 금형이 이용된다.Generally, a metal, which is difficult to be formed at room temperature, a hot-formed material, a forged or molten molten metal (molten metal) for forming a super-heat resistant alloy material having poor moldability at high temperature is pressed into a mold at a pressure of atmospheric pressure or higher, .

이러한 금형은 상대적으로 높은 온도로 가열된 소재를 사용하거나 상온 또는 냉각(냉각단조 경우)된 소재를 성형하게 되므로 특정부위인 단면적인 작은 돌추부 및 경계부 등은 고온 열연화 현상으로 인하여 집중적으로 마모가 발생되며 열응력에 의한 크랙이 발생된다. 이는 금형의 고온 열연화 현상 및 열충격 피로현상 등으로 인하여 수명이 단축되는 문제점이 있다.Since these molds use a material heated to a relatively high temperature or form a material that is cooled at room temperature or cooled (forging and cooling), small rudder portions and boundary portions, such as a cross-sectional area of a specific portion, are intensively worn due to high- And a crack due to thermal stress is generated. This has a problem that the lifetime of the mold is shortened due to the high-temperature hot-rolling phenomenon and the thermal shock fatigue phenomenon.

상술한 점을 감안하여 강도가 상대적으로 높은 재질을 이용하여 금형을 제작하는 경우, 금형의 내구력 및 연성이 좋지 않아 외력에 의해 파손되는 문제점이 있으며, 금형의 제작원가가 상대적으로 높아지게 된다. Considering the above points, when a mold is manufactured using a material having a relatively high strength, there is a problem that the durability and ductility of the mold are not good and the material is damaged by external force, and the manufacturing cost of the mold becomes relatively high.

대한민국 공개특허 제 10-2008-0058903호에는 상부금형과 하부금형중 하나는 몰드 베이스부재와, 상기 몰드 베이스부재에 형성된 열전도 매개층과, 상기 열전도 매개층에 형성되며 상기 캐비티를 이루는 성형층과, 상기 성형층과 열전도 매개층 사이에 형성되어 성형층과 열전도 매개층의 열팽창량 차이에 의해 크랙이 발생되는 것을 방지하는 완충층을 구비한다.In Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0058903, one of the upper mold and the lower mold includes a mold base member, a heat conduction medium layer formed on the mold base member, a shaping layer formed on the heat conduction medium layer, And a buffer layer formed between the molding layer and the heat conduction medium layer to prevent a crack from being generated due to a difference in thermal expansion amount between the molding layer and the heat conduction medium layer.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 금형은 성형 시 열전달효율을 향상시켜 크랙의 발생을 방지하고 있으나 고열에 의해 금형의 모서리부 또는 성형 특성상 하중을 많이 받는 부분이 손상되는 문제점을 근본적으로 해결할 수 없다. The conventional mold having the above-described structure improves the heat transfer efficiency during molding to prevent the occurrence of cracks, but it can not fundamentally solve the problem of damaging a portion that receives a large load due to a corner portion of the mold or molding property due to high temperature.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열응력에 의해 금형본체에 크랙이 발생되는 것을 근본적으로 방지하여 금형의 수명을 연장할 수 있는 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a high wear resistance hot forming mold having a thermal stress control layer capable of fundamentally preventing cracks from being generated in a mold body by thermal stress, The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형은 상호 결합되어 캐비티를 형성하는 상부금형 및 하부금형과, 상기 상부금형과 하부금형 중 응력이 집중되거나 마찰응력이 집중되는 부위에 형성된 초경합금층과, 상기 초경합금층과 금형본체 사이에 마련되며, 상기 초경합금층 및 금형본체의 열팽창 계수의 차이에 의한 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 상기 금형본체의 재질인 제1금속과 상기 초경합금층의 재질인 제2금속이 포함된 합금으로 이루어진 열응력 제어층을 구비한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a high wear-resistant hot-forming mold having a thermal stress control layer, comprising: an upper mold and a lower mold which are coupled to each other to form a cavity; A cemented carbide layer formed between the cemented carbide layer and the mold body to prevent a crack due to a difference in thermal expansion coefficient between the cemented carbide layer and the mold body from being generated, And a thermal stress control layer made of a metal and an alloy including a second metal which is a material of the cemented carbide layer.

상기 제1금속은 열간 금형 공구강으로 구성된다.The first metal is made of hot tool steel.

상기 제2금속은 스텔라이트(stellite) 인 것이 바람직하다. The second metal is preferably a stellite.

본 발명에 따른 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형은 금형본체와 초경합금층 사이에 열응력 제어층이 마련되되, 상기 열응력 제어층은 금형본체의 소재 및 초경합금층의 소재를 믹싱하여 제조하므로 초경합금층의 압축응력증가와, 초경합금층과 금형본체의 열팽창 계수의 차이에 의한 표면부 열균열을 감소시켜 금형의 수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.A high abrasion resistance hot forming mold having a thermal stress control layer according to the present invention is characterized in that a thermal stress control layer is provided between a metal mold body and a cemented carbide layer and the thermal stress control layer is formed by mixing the material of the metal mold body and the material of the cemented carbide layer It is possible to increase the compressive stress of the cemented carbide layer and reduce the surface crack due to the difference of the thermal expansion coefficient of the cemented carbide layer and the mold body, thereby increasing the life of the mold.

도 1은 본 발명에 따른 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형의 측면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 상부금형 또는 하부금형에 초경합금층 및 열응력 제어층이 형성된 것을 나타내 보인 단면도이고,
도 3은 금형의 두께방향을 기준으로 초경합금층의 표면에 대한 이격거리에 따른 비교예 및 실시예 제1 내지 제6의 유효 응력분포에 대한 그래프이고,
도 4는 금형의 두께방향을 기준으로 초경합금층의 표면에 대한 이격거리에 따른 비교예 및 실시예 제1 내지 제6의 주변형 분포에 대한 그래프이다. 1 is a side view of a high abrasion resistance hot forming mold having a thermal stress control layer according to the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cemented carbide layer and a thermal stress control layer formed on an upper mold or a lower mold according to the present invention,
FIG. 3 is a graph showing a comparative example according to the distance to the surface of the cemented carbide layer with reference to the thickness direction of the mold, and the effective stress distribution in the first to sixth embodiments,
FIG. 4 is a graph showing a comparative example according to the distance to the surface of the cemented carbide layer with respect to the thickness direction of the mold, and the peripheral distribution of the first to sixth embodiments.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a high abrasion resistance hot forming mold having a thermal stress control layer according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 2에는 본 발명에 따른 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형이 도시되어 있다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring now to the drawings, FIG. 1 and FIG. 2 show a high abrasion resistance hot forming mold having a thermal stress control layer according to the present invention.

도면을 참조하면, 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형은 상호 결합되어 적어도 하나의 성형공간(11)을 형성하는 상부금형(20), 하부금형(30)과, 상기 상부금형(20) 및 하부금형(30)의 상하부에 각각 설치되는 상하부지지판(21,22)과, 이들의 형합 및 형분리 시 가이드하는 가이드핀(미도시)들을 구비한다. Referring to the drawings, a high abrasion resistance hot forming mold having a thermal stress control layer includes an upper mold 20, a lower mold 30, and an upper mold 20, which are coupled to each other to form at least one molding space 11, Upper and lower support plates 21 and 22 provided on upper and lower portions of the lower mold 30, respectively, and guide pins (not shown) guiding them when they are molded and separated.

이때, 상부금형(20) 및 하부금형(30)은 공구강을 사용하며, 더욱 바람직하게는 STD 61인 열간 금형 공구강을 사용하여 제작된다. At this time, the upper mold 20 and the lower mold 30 use tool steel, and more preferably STD 61, which is manufactured using hot tool steel.

상기와 같이 구성된 상부금형(20) 및 하부금형(30) 중 적어도 일측의 성형부위에는 성형응력 및 열응력이 집중되거나 마찰응력이 집중되는 부위에 초경합금층(41)이 형성되고, 초경합금층(41)과 금형본체(21,31) 사이에는 열응력 제어층(42)이 마련되어 있다. 열응력이 집중되는 특정부위는 금형본체(21,31)의 상면으로부터 단면적이 작으면서 돌출된 부위, 성형면의 경계부 등 열응력과 마찰응력이 집중되는 부위이다. 이러한 부위는 제조되는 금형의 마모 마찰특성을 분석하여 상대적으로 마모가 집중적으로 이루어지는 부위를 선정할 수 있다. The cemented carbide layer 41 is formed at a molding site of at least one of the upper mold 20 and the lower mold 30 having the above-described configuration, where the molding stress and thermal stress are concentrated or the friction stress is concentrated, and the cemented carbide layer 41 And the mold body 21, 31 are provided with a thermal stress control layer 42. [ The specific region in which the thermal stress is concentrated is a region where the thermal stress and the frictional stress are concentrated such as a portion protruding from the upper surface of the mold body 21, Such a region can be determined by analyzing the wear and tribological characteristics of a mold to be produced, and a region where wear is concentrated intensively.

초경합금층(41)은 금형본체(21,31)보다 상대적으로 강도가 높은 재질인 스텔라이트(stellite)로 이루어진다. 상기 스텔라이트는 C 2~4 중량%, Cr 15~33%, W 10~17중량%, Co 40~50%, Fe 5 중량%의 합금으로 이루어진다. 한편, 초경합금층(41)은 이에 한정되지 않고, 금형본체(21,31)의 열팽창계수보다 낮은 열팽창 계수를 가지는 재질을 사용할 수 있다. The cemented carbide layer 41 is made of stellite which is a material having relatively higher strength than the mold bodies 21 and 31. The stellite is made of an alloy of 2 to 4% by weight of C, 15 to 33% of Cr, 10 to 17% by weight of W, 40 to 50% of Co and 5% by weight of Fe. On the other hand, the cemented carbide layer 41 is not limited to this, and a material having a thermal expansion coefficient lower than the thermal expansion coefficient of the metal molds 21 and 31 can be used.

상기 열응력 제어층(42)은 초경합금층(41)과 금형본체(21,31)의 사이에 설치되어 이들의 열팽창 계수의 차이에 의해 서멀 크래킹(thermal cracking)이 발생되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 금형본체(21,31)와 동일한 재질인 제1금속과 상기 초경합금층(41)과 동일한 재질인 제2금속이 포함된 합금으로 이루어진다. 즉, 열응력 제어층(42)은 제1금속인 열간 금형공구강과 스텔라이트의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. The thermal stress control layer 42 is provided between the cemented carbide layer 41 and the metal molds 21 and 31 so as to prevent thermal cracking from occurring due to a difference in thermal expansion coefficient. The first metal is made of the same material as the metal molds 21 and 31 and the second metal is made of the same material as the cemented carbide layer 41. That is, the thermal stress control layer 42 is preferably made of an alloy of a hot tool steel and a stellite, which is the first metal.

상술한 바와 같이 구성된 열응력 제어층(42)은 금형본체(21,31)의 일측에 YAG레이저 또는 CO2 레이저에 의한 레이저빔을 금형본체(21,31)의 표면에 조사하여 순간적으로 생성되는 용융 풀안으로 열응력 제어층(42) 이루는 금속분말을 공급 및 제어함으로써 이차원단면을 하고 이를 적층하여 3차원의 형상을 얻는 직접식 금속 쾌속 툴링공정(Direct Metal Rapid Tooling Process)을 이용하여 성형한다. The thermal stress control layer 42 constituted as described above is formed by instantaneously generating a laser beam irradiated on the surface of the mold bodies 21 and 31 by a YAG laser or a CO 2 laser on one side of the mold bodies 21 and 31 A direct metal rapid tooling process is used to form a two-dimensional cross-section by supplying and controlling a metal powder constituting the thermal stress control layer 42 into a molten pool and laminating the metal powder to obtain a three-dimensional shape.

직접식 금속 쾌속 툴링공정은 분말상태의 금속재료에 레이저/이온빔 등 고밀도 에너지원을 조사하여 용융/냉각시켜 한 층의 형상을 생성하고, 이 과정을 반복하여 3차원의 금속제품을 제작하는 방법이다. The direct metal rapid tooling process is a method of manufacturing a three-dimensional metal product by repeating this process by irradiating a powdered metal material with a high-density energy source such as a laser / ion beam and melting / cooling it to form a layer .

상기 직접식 금속 쾌속 툴링 공정 중 DMT 공정(Laser-assisted Direct Metal Tooling Process, DMT ; 인스텍사), DMD 공정(Direct Metal Deposition Process, DMD, POM 사) 등의 동축 노즐 분사형 직접식 금속 쾌속 툴일 공정은 금속 표면에 레이저 빔을 조사하여 금속 표면에 용융풀을 생성시키고, 상기 용융풀에 금속분말을 분사시켜 분말을 함께 용융시키는 레이저 클레딩 방식으로 한 층의 비드를 생성하고, 상기 비드를 계속적으로 적층해 나가는 방식이다. The direct metal rapid tooling process of the coaxial nozzle injection type such as a DMT process (DMT), a DMD process (Direct Metal Deposition Process), a DMD process (DMT process) A laser beam is irradiated on a metal surface to generate a molten pool on a metal surface and a metal powder is injected into the molten pool to melt the powders together to form a bead of one layer, It is the way to go.

한편, 상부금형(20) 또는 하부금형(30)은 표면에 열응력 제어층(42)의 형성이 완료되면 이의 상면에 초경합금층(41)을 형성한다. 초경합금층(41)은 스텔라이트로 형성된다. On the other hand, when the thermal stress control layer 42 is formed on the surface of the upper mold 20 or the lower mold 30, the cemented carbide layer 41 is formed on the upper surface thereof. The cemented carbide layer 41 is formed of stellite.

이하에서는, 열응력 제어층(42)이 금형에 미치는 영향을 확인하기 위해 공구강으로 이루어진 금형의 응력집중 부위에 임의의 초경합금층(41) 및 열응력 제어층(42)을 형성하여 실험하였다. 실험은 금형본체(21,31)에 다양한 합금 비율과 두께를 갖는 초경합금층(41) 및 열응력 제어층(42)이 형성된 모델들(실시예1~6)과 초경합금층(41)만 형성된 모델(비교예)을 비교하여 열응력 제어층(42)이 금형본체(21,31)에 미치는 영향을 설명한다. 실시예들의 구성은 다음과 같다. 이때, 초경합금층(41)은 스텔라이트 재질로 형성되고, 금형본체(21,31)는 열간 금형공구강(STD 61)로 형성된다. Hereinafter, an arbitrary cemented carbide layer 41 and a thermal stress control layer 42 are formed at the stress concentrated portion of the mold made of the tool steel in order to confirm the influence of the thermal stress control layer 42 on the mold. Experiments were carried out on models (Examples 1 to 6) in which the cemented carbide layer 41 and the thermal stress control layer 42 having various alloy ratios and thicknesses were formed on the mold bodies 21 and 31 and the models in which only the cemented carbide layer 41 was formed (Comparative example), the influence of the thermal stress control layer 42 on the metal mold bodies 21 and 31 will be described. The configuration of the embodiments is as follows. At this time, the cemented carbide layer 41 is formed of a stainless steel material, and the metal mold bodies 21 and 31 are formed of a hot tool steel STD 61.

비교예는 금형본체(21,31)의 표면에 스텔라이트로 이루어진 초경합금층(41)이 2mm의 두께를 갖도록 형성되어 있다. 실시예1은 초경합금층(41)의 두께는 1mm이고, 열응력 제어층(42)은 1mm의 두께를 갖고, 열간금형공구강 25중량%와 스텔라이트 75중량%로 이루어진다. 실시예2는 초경합금층(41)의 두께는 0.5mm이고, 열응력 제어층(42)은 1.5mm의 두께를 갖고, 열간금형공구강 50중량%와 스텔라이트 50중량%로 이루어진다. 실시예3은 초경합금층(41)의 두께는 1mm이고, 열응력 제어층(42)은 1mm의 두께를 갖고, 열간금형공구강 50중량%와 스텔라이트 50중량%로 이루어진다. 실시예4는 초경합금층(41)의 두께는 1.5mm이고, 열응력 제어층(42)은 0.5mm의 두께를 갖고, 열간금형공구강 50중량%와 스텔라이트 50중량%로 이루어진다. 실시예5는 초경합금층(41)의 두께는 1mm이고, 열응력 제어층(42)은 1mm의 두께를 갖고, 열간금형공구강 75중량%와 스텔라이트 25중량%로 이루어진다. 실시예6은 초경합금층(41)의 두께는 0.5mm이고, 열응력 제어층(42)은 상하방향으로 적층된 제1 내지 제3합금층을 구비한다. 금형본체(21,31)의 표면에 형성된 상기 제1합금층은 0.5mm의 두께를 갖고, 열간금형공구강 75중량%와 스텔라이트 25중량%로 이루어지고, 제1합금층의 상측에 형성된 제2합금층은 0.5mm의 두께를 갖고, 열간금형공구강 50중량%와 스텔라이트 50중량%로 이루어지고, 제2합금층과 초경합금층(41) 사이에 형성된 제3합금층은 0.5mm의 두께를 갖고, 열간금형공구강 25중량%와 스텔라이트 50중량%로 이루어진다. In the comparative example, the cemented carbide layer 41 made of stellite is formed to have a thickness of 2 mm on the surfaces of the metal mold bodies 21 and 31. In Example 1, the cemented carbide layer 41 has a thickness of 1 mm, the thermal stress control layer 42 has a thickness of 1 mm, and is composed of 25% by weight of hot tool steel and 75% by weight of stellite. In Example 2, the thickness of the cemented carbide layer 41 is 0.5 mm, the thermal stress control layer 42 has a thickness of 1.5 mm, and comprises 50% by weight of hot tool steel and 50% by weight of stellite. In Example 3, the cemented carbide layer 41 has a thickness of 1 mm, the thermal stress control layer 42 has a thickness of 1 mm, and comprises 50% by weight of hot tool steel and 50% by weight of stellite. In Example 4, the thickness of the cemented carbide layer 41 is 1.5 mm, the thermal stress control layer 42 has a thickness of 0.5 mm, and is composed of 50 wt% of hot tool steel and 50 wt% of stellite. In Example 5, the cemented carbide layer 41 has a thickness of 1 mm, the thermal stress control layer 42 has a thickness of 1 mm, and comprises 75% by weight of hot tool steel and 25% by weight of stellite. In Example 6, the cemented carbide layer 41 has a thickness of 0.5 mm, and the thermal stress control layer 42 has first to third alloy layers stacked in the vertical direction. The first alloy layer formed on the surfaces of the mold bodies 21 and 31 has a thickness of 0.5 mm and is composed of 75% by weight of hot tool steel and 25% by weight of stellite, and the second alloy layer formed on the upper side of the first alloy layer The alloy layer has a thickness of 0.5 mm and is composed of 50% by weight of hot tool steel and 50% by weight of stellite. The third alloy layer formed between the second alloy layer and the cemented carbide layer 41 has a thickness of 0.5 mm 25% by weight of hot tool steel and 50% by weight of stellite.

도 3에는 금형의 두께방향을 기준으로 초경합금층(41)의 표면에 대한 이격거리에 따른 유효 응력분포에 대한 그래프이고, 도 4에는 금형의 두께방향을 기준으로 초경합금층(41)의 표면에 대한 이격거리에 따른 주변형 분포에 대한 그래프이다. FIG. 3 is a graph showing the effective stress distribution according to the distance to the surface of the cemented carbide layer 41 with reference to the thickness direction of the mold. FIG. 4 is a graph showing the effective stress distribution with respect to the surface of the cemented carbide layer 41 It is a graph of the peripheral distribution according to the separation distance.

도 3을 참조하면, 실시예1 내지 6의 경우, 실시예1을 제외한 실시예들은 초경합금층(41)과 열응력 제어층(42) 사이 및 열응력 제어층(42)과 금형본체(21,31) 표면 사이에서 유효 응력값이 비교적 급격히 감소하였으나, 그 감소폭이 크기 않으며, 열응력 제어층(42) 내에서는 비교적 완만하게 유효 응력값이 감소하였다. 특히, 실시예 6의 경우 열응력 제어층(42)과 금형본체(21,31) 사이에 유효 응력 감소 폭이 실시예 1 내지 5보다 작은 것을 알 수 있고, 열응력 제어층(42)에 의해 금형의 두께 방향에 대한 이격거리에 따른 유효 응력값이 비교적 작은 폭으로 단계적으로 감소되는 것을 볼 수 있다. 3, except for the first embodiment, the embodiments except for the first embodiment are the same as those of the first embodiment, except that between the cemented carbide layer 41 and the thermal stress control layer 42 and between the thermal stress control layer 42 and the metal molds 21, 31) surface, the effective stress decreased sharply, but the decrease of the effective stress in the thermal stress control layer 42 was relatively gentle. Particularly, in Example 6, it can be seen that effective stress reduction widths between the thermal stress control layer 42 and the mold bodies 21 and 31 are smaller than those of Examples 1 to 5, and the thermal stress control layer 42 It can be seen that the effective stress value according to the separation distance with respect to the thickness direction of the mold decreases stepwise with a relatively small width.

그리고, 실시예1을 제외한 실시예들의 열응력 제어층(42)과 금형본체(21,31) 표면 사이에서의 유효 응력값의 감소폭이 비교예의 초경합금층(41)과 금형본체(21,31) 표면 사이에서의 유효 응력값의 감소폭보다 작음을 알 수 있다. The decrease in the effective stress value between the thermal stress control layer 42 and the surfaces of the mold bodies 21 and 31 in the embodiments except for the embodiment 1 is smaller than the decrease in the effective stress value in the cemented carbide layer 41 and the mold bodies 21 and 31, Is smaller than the reduction width of the effective stress value between the surfaces.

또한, 도 4를 참조하면, 초경합금층(41)과 열응력 제어층(42) 사이 및 열응력 제어층(42)과 금형본체(21,31) 표면 사이에서 변형값이 비교적 급격히 감소하였으나, 그 감소폭이 크기 않으며, 열응력 제어층(42) 내에서는 비교적 완만하게 주변형값이 감소하였다. 특히, 실시예 6의 경우 열응력 제어층(42)과 금형본체(21,31) 사이에 주변형 값의 감소 폭이 실시예 1 내지 5보다 작은 것을 알 수 있다. 상기 언급된 바와 같이 열응력 제어층(42)에 의해 금형의 두께 방향을 따른 주 변형값이 비교적 작은 폭으로 단계적으로 감소되는 것을 볼 수 있다. 4, the deformation value between the cemented carbide layer 41 and the thermal stress control layer 42 and between the thermal stress control layer 42 and the surface of the metal molds 21 and 31 is relatively rapidly decreased. However, And the peripheral value of the thermal stress control layer 42 decreased relatively slowly. Particularly, in the case of Example 6, it can be seen that the reduction width of the peripheral type value between the thermal stress control layer 42 and the mold bodies 21 and 31 is smaller than those of Examples 1 to 5. It can be seen that the main strain value along the thickness direction of the mold is gradually decreased by a relatively small width by the thermal stress control layer 42 as mentioned above.

그리고, 실시예들의 열응력 제어층(42)과 금형본체(21,31) 표면 사이에서의 주 변형값의 감소폭이 비교예의 초경합금층(41)과 금형본체(21,31) 표면 사이에서의 유효 응력값의 감소폭보다 작음을 알 수 있다.The decrease in the main deformation value between the thermal stress control layer 42 and the surfaces of the mold bodies 21 and 31 in the embodiments is effective between the cemented carbide layer 41 of the comparative example and the surfaces of the mold bodies 21 and 31 Which is smaller than the decrease width of the stress value.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

20; 상부금형
30; 하부금형
41; 초경합금층
42; 열응력 제어층20; Upper mold
30; Lower mold
41; Cemented carbide layer
42; Thermal stress control layer

Claims (3)

상호 결합되어 캐비티를 형성하는 상부금형 및 하부금형과;
상기 상부금형과 하부금형 중 응력이 집중되거나 마찰응력이 집중되는 부위에 형성된 초경합금층과;
상기 초경합금층 및 금형본체의 열팽창 계수의 차이에 의한 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 상기 초경합금층과 금형본체 사이에 마련되는 것으로서, 상기 상부금형과 하부금형 중 응력이 집중되거나 마찰응력이 집중되는 부위에 레이져를 조사하여 생성되는 용융 풀 내에 상기 금형본체의 재질인 제1금속과 상기 초경합금층의 재질인 제2금속이 포함된 합금 분말을 공급하여 형성된 열응력 제어층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 열응력 제어층을 구비하고,
상기 제1금속은 열간 금형 공구강이고, 상기 제2금속은 스텔라이트(stellite) 인 것을 특징으로 하는 열응력 제어층을 가지는 고내마모성 열간성형 금형. An upper mold and a lower mold which are coupled to each other to form a cavity;
A cemented carbide layer formed on a portion of the upper mold and the lower mold where a stress is concentrated or a frictional stress is concentrated;
Wherein the cemented carbide layer is provided between the cemented carbide layer and the mold body so as to prevent a crack due to a difference in thermal expansion coefficient between the cemented carbide layer and the mold body, And a thermal stress control layer formed by supplying an alloy powder containing a first metal, which is a material of the metal mold body, and a second metal, which is a material of the cemented carbide layer, And a thermal stress control layer
Wherein the first metal is a hot tool steel and the second metal is a stellite. 삭제delete 삭제delete
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