KR19980086342A - 소결합금체(燒結合金體)의 암나사 성형(成形)방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄화텅스텐분말과 금속코발트분말을 일정비율로 혼합하고 필요한 모양으로 압축성형하여 액상 소결하는 소결합금체에 암나사를 성형하는 방법에 관한 것으로, 1차소결(PRESINTERING)이 끝난 소결물(1)에 암나사용 구멍(2)을 내고 구멍(2) 내에 저속회전 탭공구(3)를 투입하여 구멍의 내면에 암나사(201)를 성형하되 피치의 간격을 목적하는 규격의 피치간격 보다 수축율만큼 증가하도록 확대된 규격으로 성형시키고 나사내기 과정에서 발생하는 분말형 절삭칩(202)이 나사표면에 부착되지 않도록 공기를 주입하여 강제로 배출시키는 방법으로 암나사를 성형한 후 소결로(진공로 혹은 수소로)에 넣어 1350-1500℃의 온도로 소결시켜 소결합금을 제조하므로서 성형물이 완전하게 소결되면 필요한 규격의 암나사가 성형될 수 있게 하여 소결합금체에 필요한 규격의 암나사를 낼 수 있게 되고 이로 인해 제품의 가치를 더욱 높일 수 있고 사용이 편리한 초경소결제품을 얻게 한 것임.

Description

소결합금체(燒結合金體)의 암나사 성형(成形)방법

본 발명은 탄화텅스텐분말과 금속코발트분말을 일정비율로 혼합하고 필요한 모양으로 압축성형하여 금속코발트분말이 녹아 액상 소결하는 소결합금체에 암나사를 성형하는 방법에 관한 것이다.

탄화텅스텐분말과 금속고발트분말을 혼합하여 필요한 모양으로 압축성형하고 소결한 소결합금체는 분말야금 초경합금체로써 강도와 내마모성이 특출하므로 특정의 금형이나 공구제조에 사용되고 있다.

그러나 재질자체의 강도와 내구성이 고강도이기 때문에 소결된 합금체에 암나사구멍을 뚫는 것은 고난도의 기술과 특정장비를 요하므로 실시가 어려운 실정에 있다.

본원 출원인은 이를 해결하기 위해 다년간의 연구와 실험을 통해 소결합금체에 암나사를 성형하는데 성공을 보게 되었다.

이하 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체적인 제조공정 예시도

도 2는 본 발명의 나사내기 탭공구 예시도

도 3은 본 발명의 나사내기 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 1차소결물 2 : 구멍

201 : 암나사 202 : 절삭칩

3 : 탭공구 4 : 공기주입공

401 : 배출공 5 : 절삭칩청소기

일반적으로 알려진 소결합금체는 도 1에서 보이는 제조공정에 따라 제조되는 것으로, 금속코발트분말과 탄화텅스텐분말, 기타 첨가물 등을 중량비로 일정하게 혼합한 후 건조시킨 다음 미세한 채 위에서 진동시켜 정제된 분말상태로 만들고, 이를 만들고자 하는 목적물에 맞도록 제작한 금형에 넣고 600-1000Kg/㎠압력으로 가압성형하여 필요한 모양으로 성형한 다음 소결로(진공로 혹은 수소로)에 넣고 800℃ 전후로 1차소결(PRESINTERING)하여 성형물을 얻고 이를 인출하여 기계적인 가공을 한 다음 최종 소결로에 넣고 1350-1500℃의 고온에서 장시간동안 소결을 실시하여 코발트금속분말이 녹아 액상 소결하는 소결합금체를 얻어 이를 검사하여 포장하는 방법으로 제조하는 것이 보편화되어 있다.

따라서 이러한 분말야금법으로 제조한 소결물은 분말소재를 압축성형하여 1차소결하고 2차소결을 마치면 코발트금속분말의 액상소결효과로 인해 최초의 체적이 20-25%범위에서 수축이 일어나는 것을 알 수가 있다.

이러한 수축율은 소재의 종류에 따라 약간의 차이가 있으나 텅스텐분말을 주재로 하는 초경소결합금체에서는 대체로 25%전후의 수축현상을 볼 수 있었으며 본 발명은 이러한 현상을 이용하여 허용공차범위에 만족하는 암나사를 성형할 수 있었다.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3에는 나사내기 방법이 예시되어 있다.

1차소결이 끝난 1차소결물(1)에 암나사를 내기 위해 구멍(2)을 천공한 후 구멍(2) 내에 탭공구(3)를 사용하여 구멍의 내면에 암나사(201)를 성형하되, 이때 사용하는 탭공구는 피치의 간격을 목적하는 규격의 피치간격 보다 수축율만큼 증가하도록 확대되게 제작사용하고 탭공구의 회전속도는 기존 탭공구의 회전속도(RPNI 400정도) 보다 현저하게 낮은 저속회전(RPM 30-200회)으로 회전시키면서 피치를 성형하고 탭공구에 공기주입공(4)과 배출공(401)을 성형하여 피치사이에 발생하는 절삭칩(202)을 강제로 배출시키면서 암나사를 성형시킨다.

이때 탭공구(3)에 도 2에서와 같아 공기주입공(4)과 배출공(401)을 성형하여 태핑작업과 병행하여 외부공기를 주입시켜도 좋고, 또한 탭공구 작업후 별도로 만든 청소기(5)를 태핑부에 투입하여 나사홈 사이에 잔류하고 있는 절삭칩(202)을 제거하여도 된다.

이것은 1차소결물의 암나사부에 성형된 암나사 표면에 소결들분말이 개입되지 않게 하여 2차소결시 나사표면에 덧살이 성형되는 것을 방지하기 위해 실시되는 것으로 본원의 핵심기술의 하나에 해당하는 중요공정이다.

이어서 암나사가 성형된 1차소결물(1)을 2차소결로(진공로, 수소로)에 투입하여 1350-1500℃로 소결시키면 1차소결물이 소결로 내에서 금속코발트분말이 녹아 액상으로 소결되고 이로인해 수축이 일어나서 완성품이 만들어지며 이로 인해 소결합금체에 성형되는 암나사가 목적하는 규격에 정확히 일치하는 암나사가 만들어져 암나사가 성형된 소결합금체가 완성되는 것이다.

이어서 검사공정을 거쳐 완성품으로 출고되는데 이러한 제조방법을 통해 지금까지 만들 수 없었던 소결합금체에 필요한 규격의 암나사를 낼 수 있게 되어 제품의 가치를 더욱 높일 수 있고 사용이 편리한 초경소결제품을 원만하게 공급할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 분말야금용 가압성형체를 800℃ 전후로 1차소결한 후 1차소결물(1)에 암나사용 구멍(2)을 내고 저속회전 탭공구(3)를 사용하여 구멍 내면에 암나사(201)를 성형하되 피치의 간격을 목적하는 규격의 피치간격 보다 20-25% 수축율만금 크게 확대된 규격으로 성형시키고, 나사내기 과정에서 발생하는 절삭칩(202)이 나사표면에 부착되지 않도록 공기를 주입하여 강제로 배출시키는 방법으로 암나사를 성형한 후, 소결로(진공로 또는 수소로)에 넣어 1350-1500℃의 온도로 소결시킴을 특징으로 하는 소결합금체의 암나사 성형방법.
2. 상기 1항에서 탭공구는 RPM 30-200회전으로 암나사를 성형하게 한 소결합금체의 암나사 성형방법.
3. 상기 1항에서 탭작업은 공기주입공(4)과 배출공(401)을 구비하여 암나사 작업시에 외부공기를 나사부에 공급할 수 있게 한 상기 1항 기재의 소결합금체의 암나사 성형방법.