KR101630537B1 - Plunger tips for die casting method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 다이캐스팅 머신의 인젝터 슬리브에 주입되는 용탕을 금형에 일정한 압력으로 주입하는 플런저 팁의 내마모성과 강도 및 경도를 향상시킬 수 있게 한 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a plunger tip for die casting, and more particularly, to a method of manufacturing a plunger tip for a die casting machine, in which a plunger tip for injecting molten metal injected into an injector sleeve of a die- Tip manufacturing method.
다이캐스팅(die casting)은 다이 주조라고도 하는데 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계 가공된 다이(Die)라 부르는 강제(鋼製)의 금형(金型)에 용융금속(熔融金屬)을 높은 압력으로 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀주조법을 일컫는다.Die casting is also called die casting, which is a process of injecting molten metal at high pressure into a steel mold called a die that is precisely machined to perfectly conform to the required casting geometry. To obtain the same casting as the mold.
다이캐스팅은 정밀 가공된 금형을 이용하여 제품을 제조함으로써 치수가 정확한 제품 생산이 가능하기 때문에, 생산된 제품을 다듬는 등 후가공을 배제할 수 있어 대량 생산에 따른 생산성이 매우 높을 뿐만 아니라, 제품의 기계적 성질이 우수한 특징이 있다.Since diecasting can produce precise products by manufacturing products using precision machined molds, it is possible to eliminate post-processing such as refining the produced products, so that the productivity due to mass production is very high, and the mechanical properties This is an excellent feature.
다이캐스팅에 주로 이용되는 금속은 아연 ·알루미늄 ·주석 ·구리 ·마그네슘 등의 합금으로서 자동차 부품 산업 분야에서 많이 이용되고 있을 뿐만 아니라, 전기기기, 광학기기, 차량, 방직기, 건축, 계측기의 부품 등 매우 다양한 제품 생산에 광범위하게 활용되고 있으며, 특히 최근에는 일반 기계부품뿐만 아니라 가정용품의 제조에도 알루미늄 합금을 이용한 다이캐스팅을 활용함으로써 제품의 경량화 및 제조 원가 절감이 가능케 되어 그 활용은 점차 증가하고 있는 실정이다. Metals mainly used in die casting are alloys of zinc, aluminum, tin, copper, magnesium and the like, which are widely used in the automobile parts industry, and are widely used in various fields such as electric devices, optical devices, vehicles, textile machines, Especially recently, diecasting using aluminum alloy is utilized not only for general machine parts but also for home appliances, so that it is possible to reduce the weight of the product and reduce the manufacturing cost, and the utilization thereof is gradually increasing.
첨부도면 도 3은 일반적인 다이캐스팅 머신의 요부를 간략하게 도시한 단면도로서 도면과 같이 다이캐스팅 머신은 인젝터 슬리브(30)의 내부로 용융금속인 용탕(M)을 주입하여, 상기 용탕을 플런저 로드(20)를 이용해 일정한 압력으로 밀어 금형(40)에 고압으로 주입한 후 냉각시킴으로써 금형에서 제품의 성형이 이루어지게 된다. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a general die casting machine. As shown in the drawing, the die casting machine injects molten metal M, which is molten metal, into the
이때 상기 인젝터 슬리브(30) 내에 주입된 용탕은 매우 높은 온도를 가지고 때문에 고온의 용탕을 금형(40)에 주입하기 위해서 인젝터 슬리브의 내부를 왕복하는 플런저 로드(20)의 선단에 결합하는 플런저 팁(10)은 용탕의 높은 온도를 견디는 내열성과 더불어 반복적인 왕복을 견딜 수 있는 내마모성, 고경도, 고강도 기계적 특성을 필수적으로 갖추어야 한다. At this time, since the molten metal injected into the
따라서 종래의 플런저 팁은 상기와 같은 기계적 특성을 갖추기 위하여 철주물(FC-25)이나 금형강(SKD61)재, 베릴륨동(Be-Cu) 합금 등을 이용하여 제조되고 있다.Therefore, the conventional plunger tip is manufactured using iron casting (FC-25), metal mold (SKD61) material, beryllium copper (Be-Cu) alloy or the like in order to achieve the above mechanical properties.
그런데 상기 철주물로 제조된 플런저 팁은 가격이 저렴한 이점이 있는 반면에, 내마모성이 떨어지기 때문에 인젝터 슬리브를 왕복함에 따라 표면 스크래치가 쉽게 발생할 뿐만 아니라, 열전도성이 낮아 고온의 용탕과 접촉하는 면이 쉽게 침식하는 용손현상의 발생으로 인하여 사용 수명이 매우 짧은 문제점이 있었다.However, since the plunger tip made of the iron casting has an advantage of low cost, it has a low wear resistance, so that the surface scratch easily occurs as the injector sleeve is reciprocated, and the surface of the plunger tip, which has low thermal conductivity, There is a problem that the service life is very short due to the occurrence of the erosion phenomenon which is easily eroded.
또한, 금형강재로 제조된 플런저 팁은 강도와 경도가 인젝터 슬리브와 비슷하여 철주물로 제조된 플런저 팁에 비해 사용 수명이 길긴 하나, 인젝터 슬리브를 왕복할 때 인젝터 슬리브 내부에 스크래치를 발생시켜 손상을 입히게 되므로 인젝터 슬리브의 사용 수명을 단축할 뿐만 아니라, 고가의 인젝터 슬리브의 교체에 따른 유지 관리 비용이 증가하는 문제점이 있었다.In addition, although the plunger tip made of a steel material has a strength and hardness similar to those of the injector sleeve, the life time of the plunger tip is longer than that of the plunger tip made of iron castings. However, when the injector sleeve is reciprocated, scratches are generated in the injector sleeve, The life span of the injector sleeve is shortened, and the maintenance cost is increased due to replacement of the expensive injector sleeve.
반면, 베릴륨동 합금으로 제조된 플런저 팁은 우수한 내마모성, 내열피로성, 내열 충격성을 갖고 있지만, 고강도 베릴륨동 합금의 연속주조방법에 의한 제조기술이 부족하여 전량 고가에 수입되고 있을 뿐만 아니라, 베릴륨에는 독성이 다량 포함되어 있어 위험한 공해 물질로 인체에 유해한 치명적인 문제가 있다.On the other hand, the plunger tip made of beryllium copper alloy has excellent abrasion resistance, thermal fatigue resistance and thermal shock resistance. However, since the manufacturing technique by the continuous casting method of high strength beryllium copper alloy is not sufficient, This is a dangerous pollution material that is harmful to human body due to its large amount.
따라서 다이캐스팅을 이용하여 제품을 생산하는 대부분의 중소기업에서는 짧은 사용 수명에 따른 빈번한 교체가 필요함에도 불구하고, 저가의 철주물이나 금형강재로 제조된 플런저 팁을 사용하는 것이 일반적이며, 일부 대기업 등에서만 한정적으로 베릴륨동 합금으로 된 플런저 팁을 제한적으로 사용하고 있는 실정이다. Therefore, although most small and medium-sized enterprises producing products using die casting need frequent replacement according to their short service life, it is common to use plunger tips made of low-cost iron castings or die-cast steels, The use of plunger tips made of beryllium copper alloy is limited.
상술한 바와 같이 다이캐스팅을 이용하여 제품을 생산하는 대부분의 중소기업에서 사용하는 플런저 팁은 저가의 철주물이나 금형강재를 이용하여 제조하게 되는데, 대한민국 특허공고 제1997-1322호에 개시된 다이캐스팅용 피스톤 제조방법과 같은 종래의 플런저 팁 제조 방법은 플런저 팁의 원재료인 FC15 내지 45 또는 FCD30 내지 60을 가공 여유를 갖도록 일정 직경과 길이로 주입부와 장착부가 형성되도록 주조 성형한 다음, 이를 다이캐스팅 머신의 인젝터 슬리브와 플런저 로드에 삽입 및 장착이 용이하도록 정확하게 공차를 유지할 수 있는 직경과 길이를 갖도록 가공하고, 그 후 일정강도와 경도를 유지할 수 있도록 열처리하는 공정을 포함한다.As described above, the plunger tip used in most small and medium-sized enterprises producing products using die casting is manufactured by using low-cost iron casting or mold steel, which is disclosed in Korean Patent Publication No. 1997-1322 A conventional plunger tip manufacturing method such as FC15 to 45 or FCD30 to 60 which are the raw materials of the plunger tip is cast and molded so as to form an injection part and a mounting part with a predetermined diameter and length so as to have machining allowance, A step of machining the plunger rod so as to have a diameter and a length capable of accurately maintaining the tolerance so as to be easily inserted and mounted on the plunger rod, and then heat-treating the same to maintain a constant strength and hardness.
그러나 상기한 종래의 플런저 팁 제조방법은 첨부도면 도 4와 같이 플런저 팁의 전체 제조공정이 “주조 → 치수가공 → 열처리”의 공정 순으로 구성되어 있어 최종 제조되는 플런저 팁의 치수 정밀도가 상당히 떨어지는 문제점이 있었다.However, in the conventional method of manufacturing the plunger tip, as shown in FIG. 4, the entire manufacturing process of the plunger tip is constituted in the order of "casting → dimensional machining → heat treatment", so that the dimensional accuracy of the plunger tip .
즉, 즉 다이캐스팅 머신의 인젝터 슬리브와 플런저 로드에 삽입 및 장착이 용이하도록 정확하게 치수 정밀가공을 한 다음에 열처리를 하는 경우, 열처리과정에서 불가피하게 발생할 수 있는 반복적인 부피팽창 또는 부피수축에 의하여 최종 제조되는 플런저 팁의 치수 정확성이 저하되어 다이캐스팅 머신의 인젝터 슬리브와 플런저 로드에 삽입 및 장착이 곤란하게 됨으로써 제조 후 실제 사용하지 못하고 폐기처분하는 불량품 발생률이 높은 문제점이 있었다.In other words, when heat treatment is performed after precise dimensional precision processing to facilitate insertion and mounting in the injector sleeve and plunger rod of a die-casting machine, it is possible to perform final manufacturing by repeated volume expansion or volume contraction inevitably generated in the heat treatment process The size accuracy of the plunger tip deteriorates and it becomes difficult to insert and mount the plunger rod into the injector sleeve and the plunger rod of the die casting machine.
또한, 최종적으로 정확하게 치수 제어된 플런저 팁을 열처리함으로써, 반복적인 부피팽창 또는 부피수축에 의하여 플런저 팁의 표면에 균열(Crack)이 다량 발생하여 플런저 팁의 수명을 저하하는 문제점이 있다. 즉 다이캐스팅 머신의 특성상 플런저 팁은 인젝터 슬리브 내부를 수백 내지 수천 회 왕복하기 때문에 상기한 열처리 과정에서 발생한 플런저 팁의 표면균열(Surface Crack)은 사용 회수가 증가함에 따라 플런저 팁 내부로 성장하여 플런저 팁의 수명을 급격히 저하함으로써 사용도중 플런저 팁이 파단되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 상기와 같이 사용 도중 플런저 팁이 파단되는 경우에는 파단된 플런저 팁은 인젝터 슬리브나 금형 등의 손상을 유발함으로써 생산 설비의 손상에 따른 막대한 수선 유지비 지출을 초래하는 문제점이 있었다.Further, by heat-treating the plunger tip precisely dimensionally controlled finally, a large amount of cracks are generated on the surface of the plunger tip due to repeated volume expansion or volume contraction, thereby deteriorating the life of the plunger tip. That is, due to the characteristics of the die-casting machine, the plunger tip reciprocates inside the injector sleeve several hundred to several thousand times. Therefore, the surface crack of the plunger tip generated in the above-described heat treatment process grows into the plunger tip as the number of times of use increases, There is a problem that the plunger tip is broken during use, and when the plunger tip is broken during use as described above, the broken plunger tip causes damage to the injector sleeve or the mold, Resulting in a large expenditure of repair and maintenance expenses.
따라서 대부분의 다이캐스팅 업체에는 사용 도중 플런저 팁의 파단에 생산설비의 손상을 방지하기 위하여 일정 사용 주기마다 플런저 팁을 교체하는데, 그 교체 주기가 플런저 팁이 인젝터 슬리브 내에서 1600회 정도 왕복(대략 24시간 정도의 작업량) 운동을 한 것으로 기준으로 하기 때문에 교체 주기가 매우 짧아서 플런저 팁의 교체에 따른 비용이 증가할 뿐만 아니라, 플런저 팁의 교체를 위한 생산 설비의 중단이 빈번함으로써 생산성이 저하되는 문제점도 야기하게 된다. Therefore, most die casting companies are replacing the plunger tips at regular intervals to prevent damage to the plunger tips during use, and the replacement cycle requires the plunger tip to reciprocate about 1600 times in the injector sleeve The replacement cycle is so short that not only the cost of replacing the plunger tip increases but also the productivity of the plunger tip is often interrupted to replace the plunger tip. .
본 발명의 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서, 원형강을 열간단조 규격에 맞게 절단하는 재료준비단계(S10)와; 상기 재료를 1100 내지 1300℃로 가열하는 재료가열단계(S20)와; 상기 가열된 재료를 단조금형 내부에 투입하여 고압 단조프레스로 가압하여 플런저 팁의 외형을 가지도록 성형하는 단조성형단계(S30)와; 상기 단조 성형된 플런저 팁을 800 내지 1100℃로 가열하여 일정 시간 유지 후 수냉이나 유냉을 하여 소입을 실시한 후, 500 내지 700℃로 재가열하고 일정 시간 유지하여 열처리하는 탬퍼링단계(S40)와; 상기 열처리된 플런저 팁을 최종 플런저 팁의 규격에 맞도록 절삭 가공하고, 내부공간부에 나사부를 성형하는 절삭가공단계(S50)와; 상기 절삭가공된 플런저 팁을 인젝터 슬리브의 내경 대비 0.3mm 이하의 슬라이딩 공차를 갖도록 정밀 가공하는 정밀가공단계(S60)와; 상기 정밀 가공된 플런저 팁을 표면경도 Hv 900 내지 1500을 갖고 내부경도 HrC 25 내지 35의 경도를 갖도록 표면 처리하는 가스질화단계(S70)를 포함하여 구성함으로써 플런저 팁의 생산에 소요되는 소재와 가공시간을 절감하여 원가절감에 따른 경제성이 향상되며, 플런저 팁의 제조에 따른 이산화탄소 배출량을 줄여 환경보호에도 도움이 되고 플런저 팁의 내마모성과 강도 및 경도를 향상시킬 수 있게 한 목적을 달성할 수 있다.The method for manufacturing a plunger tip for die casting according to the present invention is a method for manufacturing a plunger tip for die casting, which is a method of manufacturing a plunger tip for die casting, comprising: preparing a material for cutting a circular steel according to a hot forging standard; Heating the material to a temperature of 1100 to 1300 캜 (S20); A forging molding step (S30) of putting the heated material into a forging die and pressing the heated material with a high-pressure forging press so as to have an outer shape of the plunger tip; A step (S40) of heating the forged plunger tip to 800 to 1100 占 폚 for a predetermined period of time, followed by quenching with water or oil cooling, reheating the fluid to 500 to 700 占 폚 for a predetermined time, and performing heat treatment; A step S50 of cutting the heat treated plunger tip to conform to the size of the final plunger tip and forming a screw portion in the inner space portion; A precision machining step (S60) of precisely machining the machined plunger tip to have a sliding tolerance of 0.3 mm or less of the inner diameter of the injector sleeve; And a gas nitriding step (S70) of surface finishing the precisely machined plunger tip so as to have hardness Hv of 900 to 1500 and hardness of inner hardness HrC of 25 to 35, whereby the material required for the production of the plunger tip and the machining time And it is possible to reduce the amount of carbon dioxide produced by the production of the plunger tip, thereby contributing to the protection of the environment and improving the abrasion resistance, strength and hardness of the plunger tip.
이상과 같은 본 발명의 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법에 의해 제조된 플런저 팁은 기존 철주물이나 금형강제를 가공하여 제조된 플런저 팁과 대비할 때 내마모성, 강도, 경도가 크게 향상되고, 그에 따른 사용 수명이 비약적으로 연장됨으로써 플런저 팁의 교체 주기가 늘어나, 플런저 팁의 교체를 위한 다이캐스팅 생산 설비 중단 시간이 감소함으로써 다이캐스팅의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The plunger tip manufactured by the method for manufacturing a plunger tip for die casting according to the present invention has a remarkably improved abrasion resistance, strength and hardness in comparison with a plunger tip produced by processing a conventional iron casting or a die forcing, The prolongation of the plunger tip increases the productivity of the die casting by reducing the downtime of the die casting production facility for replacing the plunger tip.
또한, 플런저 팁의 제조에 필요한 원자재를 절감하고, 생산시간이 크게 단축됨으로써 기존 원소재 가공 대비 2/3 정도의 원가절감을 통해 경제성이 크게 향상되며, 생산 과정에서 지구온난화의 주요인이 되는 이산화탄소 배출량도 크게 줄일 수 있게 되어 환경보호에 도움이 된다.In addition, by reducing the raw materials required for manufacturing the plunger tip and greatly shortening the production time, it is possible to reduce the cost by about 2/3 of that of the conventional raw material processing, thereby improving the economical efficiency. In the production process, Can be greatly reduced, which helps to protect the environment.
또한, 고가의 베릴륨동 합금으로 제조된 플런저 팁과 대비할 때, 가격은 월등히 저렴하면서도 내마모성이나 강도, 경도와 같은 기계적 특성에 있어서, 베릴륨동 합금으로 제조된 플런저 팁에 비해 크게 떨어지지 않기 때문에 가격 대비 성능이 매우 우수한 이점이 있다.In comparison with the plunger tip made of expensive beryllium copper alloy, the price is much lower than the plunger tip made of beryllium copper alloy in terms of abrasion resistance, mechanical properties such as strength and hardness, This has a very good advantage.
도 1은 본 발명의 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법의 실시 예에 따른 블록도.
도 2는 본 발명의 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법의 실시 예에 따라 제조된 플런저 팁의 구조를 나타낸 플런저 팁의 사용상태 단면도.
도 3은 일반적인 다이캐스팅 머신의 요부를 간략하게 도시한 단면도
도 4는 종래의 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법을 나타낸 블록도.1 is a block diagram according to an embodiment of a method for manufacturing a plunger tip for die casting of the present invention.
2 is a use-state sectional view of a plunger tip illustrating the structure of a plunger tip made in accordance with an embodiment of the method of making a plunger tip for die casting of the present invention.
Fig. 3 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a general die casting machine
4 is a block diagram showing a conventional method of manufacturing a plunger tip for die casting.
이하, 본 발명의 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the construction and operation of a method for manufacturing a plunger tip for die casting according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법은 다이캐스팅기용 플런저 팁의 재료가 되는 원형강을 열간단조 규격에 맞게 절단하는 재료준비단계(S10)와; 상기 재료를 1100 내지 1300℃로 가열하는 재료가열단계(S20)와; 상기 가열된 재료를 단조금형 내부에 투입하여 고압 단조프레스로 가압하여 플런저 팁의 외형을 가지도록 성형하는 단조성형단계(S30)를 포함한다.A method of manufacturing a plunger tip for die casting according to the present invention includes a material preparation step (S10) of cutting a circular steel to be a material of a plunger tip for a die casting machine according to a hot forging standard; Heating the material to a temperature of 1100 to 1300 캜 (S20); And a forging molding step (S30) of putting the heated material into a forging mold and pressing it with a high-pressure forging press so as to have an outer shape of the plunger tip.
또한, 선택적으로 상기 단조 성형된 플런저 팁을 소입 후 열처리하는 탬퍼링단계(S40)와, 상기 열처리된 플런저 팁을 절삭 가공하는 절삭가공단계(S50)와, 상기 절삭가공된 플런저 팁을 정밀 가공하는 정밀가공단계(S60)와, 상기 정밀 가공된 플런저 팁을 표면 경도를 강화하는 가스질화단계(S70)를 더 포함할 수 있다. In addition, the method may further include: a tampering step (S40) of selectively performing heat treatment after the forging of the forgedly formed plunger tip; a cutting step (S50) of cutting the heat treated plunger tip; A precision machining step (S60), and a gas nitriding step (S70) for strengthening the surface hardness of the precisely machined plunger tip.
상기 재료준비단계(S10)에서 준비하는 플런저 팁의 재료는 질화처리에 의해 표면을 경화하고, 중심부는 인성을 가지고 있는 질화강이나, 하이스강(HSS), 또는 인장강도가 우수한 S45C 등과 같은 합금강 재료의 원형강을 열간단조 규격에 맞게 절단하여 준비한다. The material of the plunger tip to be prepared in the material preparing step S10 is a nitrided steel having a toughness by nitriding treatment and having a toughness at its center, a high-strength steel (HSS), or an alloy steel material such as S45C Prepare round steel by cutting to hot forging specifications.
상기 재료가열단계(S20)는 준비된 재료를 1100 내지 1300℃로 유지된 가열로 내부에 투입한 다음, 재료의 모든 영역이 오스테나이트(Austenite)로 변태하도록 100 내지 200분 동안 가열한다. The material heating step (S20) is a step in which the prepared material is put into a heating furnace maintained at 1100 to 1300 占 폚, and then heated for 100 to 200 minutes so that all regions of the material are transformed into austenite.
상기 단조성형단계(S30)는 1100 내지 1300℃로 가열된 상기 재료를 단조금형 내부에 투입한 후, 재료의 조직이 더욱 치밀해지면서 강도와 경도가 증가하도록 고압 단조프레스로 단조를 개시하여 재료의 표면온도가 700 내지 800℃가 될 때까지 단압을 지속함으로써 플런저로드가 삽입되는 내부공간부(101)를 형성한 원통형의 플런저 팁의 외형을 가지도록 성형한다. The forging step S30 is a step for forming the material by heating the material at a temperature of 1100 to 1300 DEG C into a forging die and then forging the material by a high-pressure forging press so that the strength and hardness of the material become more dense, Until the surface temperature reaches 700 to 800 DEG C, thereby forming an outer shape of a cylindrical plunger tip in which the
상기 탬퍼링단계(S40)는 상기 단조 성형된 플런저 팁을 가열로 내부에 투입하여 800 내지 1100℃로 가열한 후, 100 내지 200분간 유지한 후에 수냉이나 유냉을 하는 소입을 실시한 후, 다시 가열로에서 500 내지 700℃로 재가열한 후 100 내지 200분간 유지하는 탬퍼링 열처리를 한다. The forging step (S40) may be performed by pressing the forged plunger tip into a heating furnace, heating it to 800 to 1100 占 폚, holding it for 100 to 200 minutes and then performing water cooling or oil cooling, To 500 to 700 占 폚, and then the heat treatment is performed for 100 to 200 minutes.
상기 절삭가공단계(S50)는 상기 단조 성형된 성형품을 최종 플런저 팁(10)의 규격에 맞도록 성형품의 내부공간부(101)에 플런저로드(20)가 삽입 고정되는 걸림턱(102)과, 플런저로드(20)가 나사 결합하는 나사부(103)를 절삭 가공한다. 또한, 플런저로드(20)와 상호 나사 결합하는 플런저 팁(10)의 나사 결합을 용이하게 하여 위하여 상기 나사부가 형성되는 플런저 팁의 외주(104)는 사각형 또는 육각형으로 절삭 가공하는 것이 바람직하다. The cutting step S50 includes a stopping
상기 정밀가공단계(S60)는 상기 표면처리된 플런저 팁의 표면을 정밀가공기를 이용하여 표면 연마하는데, 이때 플런저 팁(10)의 외경은 인젝터 슬리브(30)의 내경 대비 -0.3㎜ 이하의 슬라이딩 공차를 갖도록 가공함으로써 다이캐스팅 머신의 인젝터 슬리브(30) 내로 삽입되어 슬라이딩 동작하는 플런저 팁(10)의 슬라이딩이 원활하게 이루어질 수 있게 되며, 상기 탬퍼링단계(S40)를 수행하는 과정에서 내부응력을 제거시키고 고온에서의 인성을 개선시키며, 후공정인 가스질화단계(S70)를 수행하는 과정의 치수 변형을 줄일 수 있다. 또한 가스질화단계(S70)를 수행하는 과정에서 플런저 팁(10)의 표면에 경도가 높은 질화물을 형성하여 상기 플런저 팁(10)의 사용 수명이 연장된다.In the precision machining step S60, the surface of the surface-treated plunger tip is polished using a precision machining apparatus. At this time, the outer diameter of the
상기 탬퍼링단계(S40) 및 가스질화단계(S70)를 수행하는 과정에서 플런저 팁(10)의 표면에 미세하게 형성된 표면크랙이 완벽하게 제거되고 표면조도가 개선되어 플런저 팁(10)의 사용 수명이 연장된다. The surface cracks finely formed on the surface of the
상기 가스질화단계(S70)는 상기 정밀 가공된 플런저 팁의 표면에 질소(N)를 침투, 확산시킴으로써 표면 경도를 높이기 위하여 염욕질화, 순질화, 가스이온질화, 가스질화 중 어느 한 가지 방법을 선택하여 표면처리하게 되는데, 바람직하게는 가스질화를 이용하여 가스질화단계를 수행한다.The gas nitriding step S70 may be performed by any one of salt bath nitriding, net nitriding, gas ion nitriding, and gas nitriding to increase the surface hardness by penetrating and diffusing nitrogen (N) on the surface of the precisely machined plunger tip And the surface is subjected to a selective treatment. Preferably, the gas nitriding step is carried out using gas nitriding.
상기 가스질화는 500 내지 600℃에서 4 내지 100시간 동안의 표면 처리를 통해 NH₃가스는 2NH₃↔3H₂+ 2N과 같은 식의 해리에 의하여 발생된 발생기 질소(N)가 플런저 팁의 재료가 되는 강(鋼) 중의 미소성분인 Al, Cr, Mo, Ti 등과 화합하여 Al-N, Cr-N, Mo-N, Ti-N 등과 같은 질화물을 생성하게 된다.The gas nitridation is performed by surface treatment at 500 to 600 ° C. for 4 to 100 hours. The NH 3 gas is generated by dissociation such as 2NH₃↔3H₂ + 2N, and the generator nitrogen (N) generated by the dissolution of the steel Cr, N, Mo-N, Ti-N and the like in combination with Al, Cr, Mo,
상기 가스질화단계(S70)를 통해서 본 발명의 플런저 팁은 표면경도는 Hv 900 내지 1500을 갖고, 내부경도는 HrC 25 내지 35 정도를 가짐으로써 내마모성, 내식성, 내열성, 인성이 매우 우수한 특성을 가지며 특히, 낮은 온도에서 처리되므로 변형이 극히 적은 특성을 가진다. Through the gas nitriding step (S70), the plunger tip of the present invention has a surface hardness Hv of 900 to 1500 and an inner hardness of about 25 to 35 HrC, thereby having characteristics of abrasion resistance, corrosion resistance, heat resistance and toughness , It is processed at a low temperature and thus has a characteristic of extremely small deformation.
상술한 바와 같이 본 발명의 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법에 의해 제조된 플런저 팁(10)은 첨부도면 도 2 내지 도 3과 같이 다이캐스팅 머신의 플런저 로드 단부에 장착되어 인젝터 슬리브(30)에 주입된 알루미늄 용탕(M)을 금형(40)으로 밀어서 주입하게 된다. As described above, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
S10: 재료준비단계 S20: 재료가열단계
S30: 단조성형단계 S40: 열처리단계
S50: 절삭가공단계 S60: 정밀가공단계
S70: 가스질화단계 10: 플런저 팁
101: 내부공간부 102: 걸림턱
103: 나사부 20: 플런저로드S10: material preparing step S20: material heating step
S30: Forging molding step S40: Heat treatment step
S50: Cutting step S60: Precise machining step
S70: Nitrogen gas step 10: Plunger tip
101: inner space part 102:
103: threaded portion 20: plunger rod
Claims (5)
상기 재료를 1100 내지 1300℃로 가열하는 재료가열단계(S20)와;
상기 가열된 재료를 단조금형 내부에 투입하여 고압 단조프레스로 가압하여 플런저 팁의 외형을 가지도록 성형하는 단조성형단계(S30)와;
상기 단조 성형된 플런저 팁을 800 내지 1100℃로 가열하여 일정 시간 유지 후 수냉이나 유냉을 하여 소입을 실시한 후, 500 내지 700℃로 재가열하고 일정 시간 유지하여 열처리하는 탬퍼링단계(S40)와;
상기 열처리된 플런저 팁을 최종 플런저 팁의 규격에 맞도록 절삭 가공하고, 내부공간부에 나사부를 성형하는 절삭가공단계(S50)와;
상기 절삭가공된 플런저 팁을 인젝터 슬리브의 내경 대비 0.3mm 이하의 슬라이딩 공차를 갖도록 정밀 가공하는 정밀가공단계(S60)와;
상기 정밀 가공된 플런저 팁을 암모니아(NH3) 분위기에서 500 내지 600℃의 온도로 4 내지 100시간 동안 표면 처리하여 표면경도 Hv 900 내지 1500을 갖고 내부경도 HrC 25 내지 35의 경도를 갖도록 표면 처리하는 가스질화단계(S70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 플런저 팁 제조방법.A material preparing step S10 for cutting the circular steel to a hot forging standard;
Heating the material to a temperature of 1100 to 1300 캜 (S20);
A forging molding step (S30) of putting the heated material into a forging die and pressing the heated material with a high-pressure forging press so as to have an outer shape of the plunger tip;
A step (S40) of heating the forged plunger tip to 800 to 1100 占 폚 for a predetermined period of time, followed by quenching with water or oil cooling, reheating to 500 to 700 占 폚 for a predetermined time, and performing heat treatment;
A step S50 of cutting the heat treated plunger tip to conform to the size of the final plunger tip and forming a screw portion in the inner space portion;
A precision machining step (S60) of precisely machining the machined plunger tip to have a sliding tolerance of 0.3 mm or less of the inner diameter of the injector sleeve;
The precisely machined plunger tip is surface treated in ammonia (NH 3 ) atmosphere at a temperature of 500 to 600 ° C. for 4 to 100 hours to have a surface hardness Hv of 900 to 1500 and a hardness of internal hardness HrC 25 to 35 And a gas nitridation step (S70).
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| KR1020140177723A KR101630537B1 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Plunger tips for die casting method |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR20090100997A (en) * | 2008-03-21 | 2009-09-24 | 엘지전자 주식회사 | Crank shaft manufacture method for compressor |
| KR100987704B1 (en) | 2008-02-29 | 2010-10-13 | 정경훈 | Method of producing plunger tip for diecast machine |
| KR20120048287A (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-15 | 정원표 | Beryllium-cooper alloy plunger tip of die-casting machine and manufacturing method thereof |
-
2014
- 2014-12-10 KR KR1020140177723A patent/KR101630537B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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