KR20010042738A - 드로잉에 의해 꼬인 형상의 금속물질을 코팅 및 형성하기위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체에서 액체상태로 되는 윤활제를 사용하여 드로잉에 의해 꼬인 형상의 금속물질이 코팅 및 형성하는 것에 관한 것이다.
본 발명은 장치상의 상대한 비용감소를 이루는 한편 높은 퍼포먼스의 형성이 가능하다. 동시에 윤활제에 대한 밀봉문제가 제거되고 형성 및 코팅 공정에서 몇가지 기술적 파라미터가 형성되어지는 물질에 따라 개선된다.
본 발명에 따르면, 형성스톡(1)이 고압윤활제 챔버(3)에 의해 이어지는 저압 윤활제 챔버(2)를 포함하는 이중챔버배치에 의해 윤활제로 코팅되고 챔버의 출력에서 작동 드로잉다이들(5;6)에 의해 형성된다.
저압 챔버(2)는 윤활제 피드(7)에의해 고체에서 점착윤활제로 채워지고, 저압이 외부에서 윤활제(8)에 적용된다.
높은 윤활제 압력이 상기 챔버로 들어가는 코팅된 형성 스톡(1)에 의해 고압 윤활제 챔버(3)내에서 이루어지며, 윤활제 압력 또는 윤활제 온도 조합이 상기 윤활제(9)가 고체에서 액체상태로 되는 방법으로 조절된다.
본 발명은 특히 와이어 드로잉에서 응용가능하다.
Description
드로잉으로 금속물질을 형성함에 있어서는, 윤활제층이 형성되는 물질에서 발생되도록 고체, 반고체 및 액체윤활제가 사용된다.
금속물질을 냉간형성하기 위한 고체 또는 반고체 윤활제를 적용하기 위한 공지된 방법 및 장치에서 형성되는 스톡은 압력 또는 열(DD 147 209)의 영향하에서 액화되는 윤활제를 포함하는 닫힌 챔버로 도입된다.
상기 압력챔버는 코팅되어진 형성된 스톡이 통과하는 인입노즐과 배출노즐을 가진다.
배출노즐내에 동시에 형성되기 위해서가 아니고 윤활제를 적용하는데에만 적절한 상기 방법 및 장치는 이용되는 윤활제가 액화된 상태에서 낮은 점성을 가진다는 단점이 있다. 왜냐하면 마찰로 인해 두 요소사이에서 이루어지는 매우얇은 층 때문이다. 즉, 형성기구 및 상기 방법으로 코팅된 형성 스톡이 상기 코팅을 가지는 하나 또는 수개의 형성단계를 통과한다. 또한 인입노즐과 배출노즐의 밀봉이 문제인데 이는 마찬가지로 윤활제의 낮은 점성 때문이다.
또한 유체정역학적으로 윤활제압력이 발생되는 방법과 장치가 공지된 바 있다. 상기 장치중 하나에서, 와이어는 드로잉 다이로 들어가기 전에 액체윤활제를 포함하는 압력챔버를 통과한다. 상기 윤활제 압력은 펌프에 의해 발생된다. 다른 드로잉 다이는 밀봉을 위해 압력챔버의 인입측에서 밀봉노즐로 사용된다.(J. Schiermeyer, Dissertation TU Clausthal; US 3,413,832)
유체역학적인 윤활제조건은 상기 장치의 구성에 의해 주 드로잉노즐에서 발생되어진다. 종래기술에서는 부피변화가 더 작게 일어나야만 부가적인 윤활제가 달성되므로 밀봉노즐에 의해 압력챔버를 밀봉하는 어려움이 있었다. 상기 장치는 역시 이미 윤활제된 와이어가 설치되는 불리함이 있었다. 또한 상기 장치에 의해 형성되는 형성 스톡은 윤활제로 재 코팅되지 않고 후속하는 형성단계를 위해 사용되어 질 수 없다는 불리함이 있었다.
고압 하에서 드로잉 다이의 형성구역내에 윤활제를 도입하는 다른 방법은 도로잉 다이앞에 다양한길이의 삽입된 부분을 배치하는 것이다.; 이것은 파이프, 윤곽을 가진 펀넬 도는 드로잉다이가 될 수 있다.(L.Gogecki, T. Prajsnar, Draht - Fachzeitschrift[Wire -Technical Periodical] 1972, 12, pp. 768-771; J. Schiermeyer, Dissertation TU Clausthal 1979).
상기 삽입부의 내부직경은 이것이 들어가는 와이어의 직경보다 약간 크다. 상기 장치는 유압 노즐이라 불린다. 상승된 윤활제압력은 윤활제를 이송하는 와이어를 움직임으로써 자동으로 발생된다.(유압 상승)
대략 300 MPa의 매우 높은 윤활제압력이 상기 방법으로 발생된다. 상기 절차는 윤활제가 고압에 의해 제어되지 않는 방법으로 기구밖으로 가압되고 상기 기구가 자주 손상되거나 파괴되는 불리함이 있다.
꼬인 형성 스톡을 형성하거나 코팅하기 위한 다른 공지된 방법 및 장치는 고체를 윤활제에 붙이는 형성 스톡 및 특별한 재료를 위한 인입노즐과 배출노즐을 가지는 압력챔버를 사용한다.(WO 96/14946)
상기 목적으로, 수백 MPa 범위의 매우고압이 특별한 장치에 의해 외적으로 압력챔버내의 윤활제에 적용된다., 윤활제압력과 윤활제온도의 조합은 압력챔버내의 윤활제가 점착되도록 고체가 액화되는 것을 피하도록 적용된다.
그러나 상기 과정은 높은 윤활제압력의 외적발생이 고비용의 장치를 수반하고 한편, 특히 윤활제가 점착상태로 이전하는동안 도로잉방향과 반대방향에서 상기 장치내에서 제어되지 않은 방법으로 상기 윤활제가 빈번하게 이탈한다는 점에서 불리하다. 이와같은 윤활제의 이탈은 특히 종종 둥글지 않은 드로잉와이어 또는 장치가 고압범위에서 작동하는 경우 도로잉 특히 잘 발생한다.
본 발명은 야금분야에 관한 것으로 고체에서 액체상태의 윤활제를 사용하여 드로잉으로 꼬인 형상의 금속물질을 코팅 및 형성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1 은 상기 방법을 수행하기 위한 개략도이다.
* 부호설명
1: 형성스톡 2: 저압 윤활제 챔버
3: 고압 윤활제 챔버 4: 인입노즐
5,6: 드로잉 다이 7: 윤활제 피드(feed)
8,9: 윤활제 10: 측정센서
11: 장치 12: 가열장치
13: 냉각몸체
본 발명의 목적은 장치의 비용을 줄이고 고압 수행형성이 가능한 드로잉에 의해 꼬인 형상의 금속 물질을 형성하고 코팅하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
이에따라 밀봉문제가 동시에 제거되고 형성 및 코팅과정에서 하나 또는 그 이상의 기술적 파라미터가 형성되어지는 물질에 따라 더 개선된다.
상기 목적은 본 발명에 따라 형성 스톡이 고압 윤활제챔버에 의해 이어지는 저압 유압챔버를 포함하는 이중 챔버 배치에 의해 윤활제로 코팅되고 챔버의 출력에서 동작하는 드로잉다이에 의해 형성된다는 점에서 고체상태의 윤활제를 액체상태로 사용하는 드로잉에 의해 꼬인 형성의 금속 형성 스톡을 코팅하고 형성하는 방법에 의해 달성된다.
이와같이 함으로써 저압윤활제챔버가 외부 윤활제 피드에 의해 윤활제가 점성을 가지도록 고체로 채워지고 상기 윤활제 피드에 의해 저압 윤활제챔버 내의 윤활제에 저압이 적용된다. 고체에서 액체상태로 된 윤활제로 채워지고 상기 챔버로 이동하는 형성 스톡에 의해 고압 윤활제 챔버내에서 높은 윤활제압력이 발생된다.
고압윤활제 챔버내에서 상기 윤활제 압력 또는 윤활제온도 조합은 윤활제가 그내부에서 고체에서 액체상태로 되는 방법으로 조절된다.
본 발명에 따르면 고압 윤활제챔버 내의 윤활제압력은 형성 파라미터와 공정 파라미터의 변화, 특히 윤활제압력의 변화와 저압윤활제챔버 내에서 윤활제온도, 드로잉속도, 도로잉 다이 평면 및 형성도에 영향을 받는다.
본 발명의 바람직한 실시에에 따르면, 형성된 물질상의 윤활제 필름의 두께가 측정되고 또는 하나이상의 압력챔버내의 윤활제압력이 측정된다. 얻어진 측정값은 드로잉 속도, 윤활제압력 또는 윤활제온도를 제어하거나 조절하기 위해 이용된다.
저압 윤활제챔버는 압출성형기 또는 기어펌프로 오직 하나의 공급 구멍을 통해 연속적으로 윤활제로 채워지는 것이 바람직하다.
이렇게 함으로써, 요구되는 윤활제 압력이 역시 상기 장치를 가지는 저압 윤활제 챔버에서 동시에 바람직한 방법으로 발생된다.
본 발명에 따라, 80MPa에서 500MPa의 윤활제 압력이 고압 윤활제 챔버내에 규정된다. 0.2MPa에서 고압 윤활제 챔버내에서 조절되는 윤활제 압력값의 절반의 최대값 범위의 윤활제 압력은 고압 윤활제 챔버를 위해 설계된 윤활제 압력에 따르는 저압 윤활제 챔버내에서 발생된다.
상기 방법은 다중 단계 공정에서 반복적인 것과 마찬가지로 단일 단게공정에서 적용될 수 있다. 형성 공정내에서 중단된후 형성 스톡과 형성공정 또는 윤활제 챔버내의 압력을 감소시키는 동안 발생하는 이중 챔버배치사이이 관계운동의 간단한 역전을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 장치는 형성스톡이 코팅과고 형성됨에 따라 고체에서 액체유활제로되는 고압윤활제 챔버에의해 후속되는 점착 윤활제를 위한 저함 윤활제 챔버를 포함하는 이중 챔버 배치를 포함한다.
저압윤활제챔버는 형성 스톡을위한 인입노즐을 가지고 배출구에서는 후속하는 고압윤활제 챔버를 위한 인입노즐을 동시에 형성하는 작동 드로잉 다이를 가진다.
상기 고압 윤활제 챔버는 배출구에서 다른 작동 드로잉 다이가 형성된다. 저압윤활제 챔버와 고체에서 점성윤활제를 공급하는 윤활피드에 연결되고 저압 윤활제 챔버내에서 윤활압력을 발생한다.
또한 윤활제 압력 또는 윤활제 온도조합이 윤활제가 고압 윤활제 챔버내에서 고체에서 액체상태로 되는 방법으로 고압윤활제 챔버내에서 조절될 수 있음에 따라 이중 챔버배치에 상기 장치가 있다.
본 발명에 따라, 형성된 스톡상의 윤활제 필름의 두계를 측정하는 장치가 장치의 출력에 배치될 수 있거나 측정 센서가 윤활제 압력을 위한 하나이상의 압력챔버에 배치될수 있다. 측정된 값 출력은 드로잉 속도, 윤활제 압력, 또는 윤활제 온도를 제어하거나 조절하는 장치와 연결된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 저압 윤활제 챔버는 윤활제를 공급하고 윤활압력을 발생시키는 압축성형기 또는 기어펌프에 이어진다.
이중 챔버 배치는 온도율 및 압력율을 제어 및 조절하기 위해 냉각 또는 가열장치가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 장치 및 방법은 종래기술에서 보다 많은 잇점을 가짐으로 구별된다. 챔버들사이에 배치된 작동 드로잉 다이에 의해 동시에 형성되는 저압챔버로부터 고압챔버로 비교적 많은 양의 윤활제가 흐르는 놀라운 효과를 가지게 된다.
많은 양의 윤활제 흐름은 고압챔버를 위한 높은 윤활제 압력을 이루기 위해 기본적인 것이다. 또한 종래기술(WO 96/14946)의 실질적인 개선은 본 발명에 의해 실현되는 연속적인 윤활제 피드이며 공지된 비연속적인 윤활제 피드와 비교하여 상당한 잇점이 있고 놀라운 방법으로 적용될 수 있는 저압 및 고압챔버의 이중 챔버 원리로 인해서만 오직 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 윤활제 피드는 전체 코팅 공정 및 설치의 제어 및 조절을 실질적으로 단순화하고 요구되는 장치 시스템을 위한 비용과 설치 작동이 실질적으로 감소한다. 예를들어, 에너지 소비는 약 10% 정도 감소한다.
연속적인 윤활제 피드는 역시 압력챔버내의 일정한 윤활제 압력을 쉽게 유지하도록 한다.
이것은 코팅 및 형성 공정의 더 안정된 공정제어를 나타내고 제품의 질을 개선한다. 가능한 더욱 정확한 공정제어는 엄격한 요건하에서 조차도 본 발명에 따른 장치의 기술적인 효과의 전체범위를 이용하기위해 선호되는 조건을 나타낸다.
본 발명에 따른 이중 챔버 시스템이 도입은 고압 윤활제 챔버내에서 자체로 고체인 윤활제의 액체상태를 이용할 수 있게한다. 왜냐하면 인입 및 배출구내의 작동 드로잉 다이로 인해 상기 챔버가 더 이상 종래기술(WO 96/14946)에서와 같은 특정환경하에서 발생하는 것과 같은 밀봉문제를 발생하기 않기 때문이다.
작동 드로잉 다이에의해 밀봉된 상기 고압 윤활제 챔버는 역시 종래기술(DD 147 209)에서보다 더 두꺼운 고체 윤활제 필름을 적용가능하게 한다.
또한 고체 윤활제의 액체상태의 이용은 액체상태에서 형성되는 개선된 윤활제 필름 고착 및 필름 때문에 형성스톡의 고품질 코팅을 가능하게한다. 이것은 특히 고합금 물질 및 특정물질의 경우에 중요하다.
또한 본 발명에 따른 이중챔버 시스템은 윤활제가 챔버내에서 점착상태에 있을 때조차도 상기 챔버내에서 밀봉문제를 일으키지 않는 충분히 낮은 윤활압력을 가지는 저압윤활제 챔버에서 작동가능하게한다.
본 발명은 실시예를 참조로 더욱 상세하게 설명된다.
도면에서 보여지는 장치는 형성되어지는 형성스톡(1)이 화살표로 나타난 방향에서 그려지는 이중챔버배치로 구성된다.
상기 이중챔버 배치는 고압윤활제 챔버(3)에 의해 드로잉방향에서 이어지는 저압 윤활제 챔버(2)를 포함한다.
형성스톡(1)을 위한 인입구에서 상기 저압 윤활제 챔버(2)에는 인입 노즐(4)이 형성되고 상기 노즐의 직경은 들어가는 형성 스톡(1)의 직경보다 큰 0.1mm이다.
저압 윤활제 챔버(2)가 있는 형성 스톡(1)을 형성하기 위한 작동 드로잉다이(5)는 저압 윤활제 챔버(2)의 배출구에 배치되고 동시에 고압 윤활제 챔버(3)의 인입력을 형성한다.
다른 작업 드로잉 다이(6)는 고압 윤활제 챔버(3)의 배출구에 위치한다. 저압 윤활제 챔버(2)는 고체에 점착 윤활제(8)를 공급하는 윤활제 피드(7)에 연결된다. 윤활제 피드(7)는 압출성형기를 포함한다. 약 40MPa 범위에서의 윤활제 압력은 상기 압출성형기에의해 챔버내에서 발생된다. 칼슘 스테아르산염에 기반을 둔 고체 윤활제가 예를들어 윤활제(8)로 사용될 수 있다.
고압윤활제 챔버(3)는 고체를 액체 윤활제(9)에 수용하도록 설계된다. 측정센서(10)는 상기 챔버에 연결되고 챔버내의 윤활제 압력을 결정한다.
측정센서(10)의 측정결과는 드로잉 속도, 저압 윤활제 챔버(2)내의 윤활제 압력 또는 저압 윤활제 챔버(2)내의 윤활제 온도를 제어하거나 조절하기 위한 장치(11)와 연결된다.
저압 윤활제 챔버(2)에 배치된 가열장치(12)는 윤활제 온도에 영향을 주게된다. 또한 이중챔버를 냉각하는데 사용될 수 있고 역시 온도제어에 이용가능한 냉각몸체(13)는 장치의 외부벽에서 작동 드로잉 다이(5)의 영역에 배치된다.
어떠한 같은 장치들도 높은 윤활제 압력을 발생시키고 윤활제를 가지는 상기 챔버를 채우기 위해 고압 윤활제 챔버(3)에 형성되지 않는다. 차라리 고압 윤활제 챔버(3)내에 요구되는 윤활제의 양은 저압 윤활제 챔버(2)로부터 들어가는 형성 스톡(1)과 함께 고압 윤활제 챔버(3)로 자동으로 이송된다.
동시에 의도하는 250MPa 정도의 윤활제 압력이 고압 윤활제 챔버(3)내에 상기 방법으로 형성된다.
예를들어 D43등급의 강철 와이어가 상기 장치에 의해 코팅되고 형성될 수 있다. 와이어는 작동 드로잉 다이(6)에서 15%의 교차 섹션감소와 작동 드로잉 다이(5)에의한 10%의 교차섹션감소를 가지는 장치내에서 2m/s의 드로잉 속도로 형성된다.
Claims (10)
- 고체의 윤활제를를 액체상태로 사용하는 드로잉에 의해 꼬인 형상의 금속 형성 스톡을 코팅 및 형성하는 방법에 있어서,상기 형성 스톡이 고압 윤활제 챔버에의해 이어지는 저압 윤활제 챔버를 포함하는 이중 챔버 배치에 의해 윤활제로 코팅되고 챔버의 출력에서 작동 드로잉 다이에 의해 형성되고, 상기 저압 윤활제 챔버가 외부 윤활제 피드에 의해 고체가 점착윤활제로 채워지고 낮은 압력이 윤활제 피드에 의해 저압 윤활제 챔버내의 윤활제에 적용되고, 높은 윤활제 압력이 고체에서 액체상태로 되는 윤활제로 코팅되고 상기 챔버로 들어가는 형성 스톡에 의해 고압 윤활제 챔버내에 발생하고 상기 고압 윤활제 챔버내의 윤활제 압력 또는 윤활제 온도 조합이 상기 윤할제가 고압 윤활제 챔버내에서 고체에서 액체상태로 되는 방법으로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 고압 윤활제 챔버내의 윤활제 압력이 형성 파라미터 및 공정 파라미터 특히, 저압 윤활제 챔버 내의 윤할제 압력과 윤활제 온도, 드로잉 속도, 드로잉 다이 평면 및 형성도의 변화에 영향받는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 형성된 물질상의 윤활제 필름의 두께가 측정되거나 하나이상의 압력 챔버내의 윤활제 압력이 측정되고 상기 측정된 값이 드로잉 속도, 윤활제 압력 또는 윤활제 온도를 제어하거나 조절하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 저압 윤활제 챔버가 압출성형기 또는 기어펌프에 의해 오직하나의 피드 구멍을 통해 연속적으로 윤활제로 채워지고 의도된 윤활제 압력이 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 80MPa에서 500MPa의 윤활제 압력이 고압윤활제 챔버내에서 규정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 0.2MPa에서 고압 윤활제 챔버내에서 조절되는 윤활제 압력값의 절반의 최대값 범위의 윤활제 압력은 고압 윤활제 챔버를 위해 설계된 윤활제 압력에 따르는 저압 윤활제 챔버내에서 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 형성스톡(1)이 코팅되고 형성됨에 따라 고체에서 액체 윤활제(9)로 되는 고압윤활제 챔버(3)에 의해 이어지는 고체에서 점착윤활제(8)로 되는 저압 윤활제 챔버(2)의 형태로되는 이중 챔버 배치를 포함하고,상기 저압 윤활제 챔버(2)는 형성스톡(1)을 위한 인입노즐(4)을 가지고 배출구에서는 동시에 이어지는 고압 윤활제 챔버(3)를 형성하는 작동 드로잉 다이(5)를 가지며, 상기 고압 윤활제 챔버(3)는 배출구에서 다른 작동 드로잉 다이(6)가 형성되고 윤활제 피드(7)가 고체를 점착 윤활제(8)에 공급하고 저압 윤활제 챔버내에서 윤활제 압력을 발생시키는 저압 윤활제 챔버(2)에 연결되고, 윤활제 압력 또는 윤활제 온도조합이 윤활제(9)가 고압 윤활제 챔버내에서 고체에서 액체상태로 되는 방법으로 고압윤활제 챔버(3)내에서 조절될 수 있음에 따라 이중 챔버배치에 상기 장치가 있는 것을 특징으로 하는 제 1항에 따른 방법을 수행하는 장치.
- 제 7항에 있어서, 형성된 스톡상의 윤활제 필름의 두계를 측정하는 장치가 장치의 출력에 배치될 수 있거나 측정 센서(10)가 윤활제 압력을 위한 하나이상의 압력챔버에 배치될수 있고, 측정된 값 출력은 드로잉 속도, 윤활제 압력, 또는 윤활제 온도를 제어하거나 조절하는 장치(11)와 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 7항에 있어서, 상기 저압 윤활제 챔버(2)가 윤활제(8)를 공급하고 윤활제 압력을 발생시키기 위한 압출성형기 또는 기어펌프에 의해 이어지는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 7항에 있어서, 상기 이중 챔버 배치에 온도율과 압력율을 제어하고 조절하도록 냉각 또는 가열하는 장치가 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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