KR20010101918A - 금속 성형 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

클램프장치, 업셋팅 단조 다이 및 업셋팅 햄머로 구성된 업셋팅 단조 장치에서 업셋팅에 의해 금속부를 처리하는 방법에 있어서,

a) 상기 단조 장치에 업셋팅 체임버를 형성함으로써 상기 금속부가 상기 업셋팅 체임버 외부에 고정되어 업셋팅력이 둘러 쌓고 있는 주위부에 의해 직접 흡수되게끔 상기 클램프장치내에 금속부를 글램핑하는 단계와,

b) 금속부에 힘이 가해졌을 때 상기 금속부의 금속이 업셋팅 체임버에 유입하도록 금속부에 업셋팅 햄머를 가압하는 단계와,

c) 기계적 응력이 후크의 탄성범위내에 있도록 상기 업셋팅 햄머에 압력을 가함으로써 상기 클램핑된 금속부를 예비가압하는 단계와,

d) 임펄스를 부여해 한 주기동안 또 부여받은 힘에서 상기 금속부의 재료가 탄성범위에서 소성범위로 전이됨으로써 상기 재료가 업셋팅 체임버로 팽창될 수 있고 업셋팅 햄머는 전방으로 이동할 수 있어 상기 재료에 가해지는 압력이 감소하여 재료는 다시 탄성범위로 되돌아 갈 수 있게끔 업셋팅 햄머로 금속부에 임펄스를 제공하는 단계 및

e) 상기 업셋팅 단조 공정이 완성될 때까지 ③단계 c)와 단계 d)를 주기적으로 반복하는 단계로 구성되는 업셋팅 단조방법.

상기 업셋팅방법에 의해 균질한 구조를 갖는 가공제품을 얻을 수 있다.

Description

금속 성형 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR FORMING METALS}

당해 기술 수준에 따르면 형팽창은 통상 파이프나 금속형재는 최대 벽 두께를 갖게 되며 그 벽두께는 단조 또는 햄머링에 의해 소정의 두께로 감소되게끔 금속부재의 벽 두께가 조절 수행된다. 이 같은 단조 또는 햄머링은 두꺼운 형재로부터 출발하는 값비싼 방법을 의미하는데 형팽창부분이 파이프 또는 형재의 나머지 부분과 비교해 작을 때에는 특히 비싸다. 직접적인 단조에 의해 형재를 형팽창시키기 위한 다른 여러 시도들이 있어왔지만 지금까지는 실패했다. 파이프나 봉(로드)을 형팽창시키기 위한 시도는 종종 형재가 단조의 초기단계에서 이미 측면으로 팽창되게되어 사이가 틀어지고 겹치는 현상이 나타나게 한다. 또 상 변태된 재료가 균질하지 못한 결정구조를 갖게되며 이는 안정성 면에서 바람직하지 못하다. 그로 인해 형재에는 코끼리 코에서와 같은 주름을 갖게된다.

상기 주름지는 현상을 해결하기 위해 여러 현상을 갖는 여러 가지 단조 다이스텝이 삽입되도록 하는 방법이 시도되었지만 이도 꽤 값비싼 방법이었다.

따라서 본 발명의 목적은 유용한 금속처리 방법을 제공하여 상기 방법에 따른 형팽창에 의해 파이프, 봉 또는 다른 현상의 부재가 신속하고 효율적으로 제조될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 금속처리 방법, 특히, 파이프, 와이어 또는 형재와 같은 금속부재를 단조 처리하는 방법 및 단조 장치에 관한 것이다.

본 발명은 하기에 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.

도1은 업셋팅 단조전의 상태로, 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 업셋팅 단조 장치의 단면도.

도2는 업셋팅 단조 후를 나타낸 도1과 같은 업셋팅 단조 장치의 단면도.

도3은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위해 다른 재료 내지 제품에 적용된 업셋팅 단조 장치의 다른 실시예 즉, 헤드 단조 장치를 나타내는 도면.

도4는 피스톤에 유압펌프의 배치도.

도5는 단조공정중의 압력/변위 선도.

도6은 본 발명에 따른 방법의 압력/시간 선도.

도7은 도1과 유사한 단조 장치의 확대 단면도.

도8은 중공형재를 단조하기 위해 그 양단부 사이의 영역에 형성되어 있는, 단조 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

도9는 도7과 도8의 부분D의 확대상세도.

도10은 도7과 유사한 파이프 단부가 비축대칭인 형팽창부를 만들기 위한 장치의 단면도.

도11은 제8도와 유사한, 파이프 단부 사이가 비축대칭인 형팽장부를 만들기 위한 업셋팅 장치의 단면도.

도12는 펄스기구의 횡단면도.

단조 처리 될 가공물이 후크의 탄성범위 내에서 예비압축 되어 상기 가공물이 업셋팅 햄머로 펄스처리 되면 파이프, 봉 또는 다른 형상재의 목표로 하는 원하는 부분이 업셋팅 단조에 의해 형팽창 될 수 있다. 업셋팅 햄머의 임펄스에 의해 더 짧은 시간 중에 가공물의 금속 재료는 후크의 범위에서 소성범위로 이동된다. 이 임펄스는 재료가 업셋팅 구역에서 유동되도록 하는 역할을 하며 그로 인해 업셋팅 체임버는 조금 채워지게 되며 이동하게 되어 압력은 떨어진다. 이로 인해 가공물은 다시 결정상태로 돌아가지만 여전히 예비가압된 상태에 있게 된다. 이어서 또 다른 주기적인 업셋팅 임펄스가 가공물상에 가해져 그 때 그 때마다 다시 소성범위로의 전이와 재결정이 발생한다. 이 같은 방법에 의해 균질한 구조를 갖는 균질하게 형팽창된 형재가 얻어지게 될 수 있다.

따라서 본 발명의 대상은 특허청구범위 제1항의 정의에 따른 업셋팅 단조 방법 및 청구범위 제10항의 정의에 따른 업셋팅 단조 장치이다.

본 발명에 따른 방법은 "슈토터 업셋팅 단조방법(stotter stauchen)으로 명명된다. 따라서 추력만이 업셋팅 체임버에 효력을 발휘하게 되고 재료이동 역할을하게끔 유효한 추력이 가해지는 것이 중요하다.

이를 위해 업셋팅 될 형재는 업셋팅 체임버에는 없어야하며 나머지 형재는 업셋팅력이 업셋팅 체임버의 외부로 균등하게 작용하거나 벽쪽으로는 효과 없이 균형을 이루도록 유지될 필요가 있다. 이 우세한 압력비로 인한 재료는 높은 온도에 노출되게 된다. 이에 이용된 에너지는 클램프의 공간에서 적당히 배출되어 전이구역은 함께 유동되지 않으며 재료는 조절 가능하게 팽창된다. 상기 금속 재료는 예를 들면 철, 구리, 알루미늄 또는 그들의 합금이 될 수 있다.

실제적인 업셋팅 공정에 앞서, 변형될 재료는 적당한 유압으로 예비가압되어야 하며 그로 인해 슈토터펄스(stotterpulse)는 올바르게 효력을 발휘하게 된다. 예비가압은 소성범위로의 전이 바로 전에 있는 범위에 있는 것이 바람직하다. 적절한 계측에 의해 예비가압력은 전 업셋팅 공정 중에 유지된다. 즉 처리될 금속부는 예비 압력하에 단일 임펄스 사이에 있게된다. 가압된 재료는, 특히 더 큰 형재의 경우, 유동상태 바로 전까지 예비 가열되는 것이 바람직하다. 공급될 에너지와 주파수는 Brilloin(제1 Brilloin 구역)에 따라 정해진다. 예비 가열은 마이크로파에 의해 업셋팅 체임버에서 국부적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 얇은 형상재의 경우 예비 가열은 보류될 수 있다. 압력펄스는 예비가압되고 예비 가열된 재료에 사용되어 예비가압된 재료는 유동되도록 이용된다. 그로 인해 재료는 연화되며 압력피스톤은 앞쪽으로 후회할 수 있으며 압력은 줄어들게 되어 재료는 재결정될 수 있다. 재료의 예비가압은 단일 압력 임펄스간에 유지할 수 있다. 이는 힘을 작용시키게끔, 2개의 유압 펌프, 즉 예비가압용의 예를 들면 40바(4×10⁶Pa)의 예비가압 펌프와 700바(7×10⁷Pa)까지의 압력용의 작은 임펄스 펌프를 구비한 유압시스템을 배치함으로써 이루어진다. 이를 펌프와 피스톤(슈토터 피스톤)간의 파이프라인에는 체크밸브가 구비되어야 한다.

압력 임펄스를 업셋팅 체임버에 가압하기 위해 유압시스템이 이용되는 것이 바람직하다. 그로 인해 임펄스가 유압피스톤 또는 슈토터 피스톤에서 업셋팅 체임버로 이동된다. 슈토터 피스톤은 오일로 업셋팅 될 재료까지 이동되어 가압된 오일이 가공물에 소정의 예비 압력을 가압되게 압력이 높아진다. 펌프와 슈토터 피스톤 간의 파이프라인은 비탄성이며 펄스 주파수에 대해 반사가 자유롭게 구성된다. 예비가압된 오일에 작용하는 압력 임펄수는 예를 들면 주파수 조절되는 피스톤 제어로 변조되며 그로 인해 유압펌프로부터 업셋팅 체임버로의 펄수는 감소되지 않게 전송될 수 있다(유압오일의 압축률은 약 10^-6).

업셋팅 시간은 후크의 법칙에 따라 결정되며 그로 인해 슈토터 주기의 전반이 결정된다. 후반은 남은시간이 재결정에 충분한지의 여부에 따라 조절된다. 이 같은 방법으로 슈토터 주기는 항상 재료에 맞춰지게 된다. 업셋팅 영역에 재료가 마지막으로 릴리이스된 후에도 재료는 후크의 범위에 있게 되며 그 후 예비가압된다. 재료는 업셋팅 햄머를 업셋팅 구역에서 채움으로서 릴리이스 될 수 있어 업셋팅 구역곁에서 그 밖에 의도하지 않은 형팽창이 발생할 수 있음을 주의해야 한다.

도1에는 벽두께가 더 두꺼운 금속파이프(2)를 한 단부에서 업셋팅 단조하기 위한 슈토터 업셋팅 단조 장치(1)가 도시되어 있다. 파이프(2)에는 맨드릴(3)이 삽입되어 있어 파이프의 형재를 지지하여 재료가 형재 내부로 팽창되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 파이프는 맨드릴(3)에 배압을 작용시키는 클램프장치(4)에 의해 지지되어 있다. 그로 인해 재료가 제어할 수 없게 팽창되는 것을 방지한다. 또 업셋팅 될 파이프(2)가 냉매(14)가 공급되는 냉각 코일(6)을 구비한 단조 다이(5)로 뻗어있다. 높은 압력에 의해 상승된 온도가 필요에 따라 배출된다. 맨드릴(3)은 업셋팅 될 파이프(2)를 통해 부분적으로 단조 다이(5)로 뻗어있다. 상기 단조 다이에 삽입되어 있는 맨드릴(3)의 단부에는 업셋팅 햄머(7)의 연장부(8)용 안내부 역할을 하는 안내공간(9)이 구비되어 있다. 이 연장부는 업셋팅 다이와 함게 업샛팅 체임버(13)를 형성하여 업셋팅 공정 중 이 체임버로 파이프의 재료가 팽창할 수 있다. 업셋팅 햄머(7)상의 압력 내지 필요한 임펄스는 슈토터 피스톤(10)에 의해 작용하게 된다. 이 피스톤은 유압식으로 작동되며 유압안내부는 (11)로 표시되고 (12)는 팽창되는 유압오일용 체임버를 나타낸다. 업셋팅 공정전에 업셋팅 될 파이프는 결합되어 있는 맨드릴(3)과 함께 클램프장치(4)의 소정위치로 오게되어 클램프장치는 필요에 따라 조여지게 된다. 업셋팅 햄머(7)은 단조 다이(5)에 있는 파이프의 전면에 구비되어 있다. 그에 따라 업셋팅 될 파이프는 재료가 탄성범위(후크의 범위)에 있는 한 예비가압된다.

유압오일도 탄성범위의 압력범위를 갖게되므로 예비가압하면 가공처리 될 금속부분 뿐만아니라 유압오일도 예비가압 되는 장점을 갖게된다. 업셋팅 공정중에 실제로 탄성을 갖지 않는 범위에 있게된다.

도2에는 업셋팅 공정이 완성된 후의 도1과 같은 슈토터 업셋팅 단조 장치가 도시되어 있다. 참조번호는 도1에서와 동일한 의미를 갖는다. 이 도면에서 명백히 알 수 있듯이 슈토터 피스톤(10)은 도1과 비교해보면 우측으로 이동되어 있다. 이 슈토터 피스톤(10)은 단조 다이(5)로 뻗어있으며, 업셋팅 햄머로 향하는, 업셋팅 될 파이프의 부분이 업셋팅 되며 제1도에 따른 업셋팅 체임버는 업셋팅 될 파이프의 모든 업셋팅된 부분(15)에 의해 구성된다.

도3에는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 슈토터 업셋팅 장치의 또 다른 실시예가 도시되어 있다.

상기 업셋팅 장치(20)는 헤더장치이다. 상기 장치는 헤드의 형성 중에 금속봉 또는 금속와이어를 단부에서 업셋팅하는 역할을 한다. 금속와이어(도시되어 있지 않음)는 단부가 업셋팅 햄머(24)의 반구형 리세스(23)에 최대로 뻗을때까지 클램프장치(22)의 중공부(21)로 삽입된다. 업셋팅 햄머(24)는 피스톤(25)에 의해 가공물에 압력을 가하여 상기한 바와 동일한 방법의 업셋팅 처리시 재료가 업셋팅 햄머의 단조 다이(26)와 반구형 리세스(23)로 바이패스 될 수 있다. 상기 피스톤(25)은 유압식으로 작동된다. 클램프장치와 유압시스템의 상세한 부분은 당해 기술 전문가에게는 공지되어 있기 때문에 이들 도면에는 도시되어 있지 않다.

도4에는 업셋팅 햄머(도시되지 않음)에 압력을 가하는 피스톤(10)(도1 및 도2) 내지 (25)(도3)에 연결된 유압펌프(31, 32)의 전형적 배치도가 도시되어 있다. 큰 유압펌프(32)는 업셋팅 공정중에 항구적으로 예비가압 예를 들면 40바를 유지하는 역할을 한다. 작은 유압펌프(31)은 고압력, 예를 들면 700바로 주기적인 임펄스 압력을 가하는 역할을 하는데, 이 압력은 재료가 후크의 범위(탄성)에서 소성 범위로 전이하는데 적당하다. 상기 펌프(31, 32)에서 피스톤으로 연결하는 파이프라인(34, 35)에는 체크 밸브(36, 37)가 구비되어 있다. 더욱 명확히 하기 위해 펌프 심볼 위의 작은 도면(38, 39)는 시간에 따른 압력 변화를 도시하고 있다.

도5는 본 발명에 따른 업셋팅 단조 공정에 대한 압력/변위 선도이다. S는 후크의 탄성범위를 나타내며 A는 예비가압정을 나타낸다.

도6에는 본 발명에 따른 스틸의 업셋팅 단조 공정에 대한 압력/시간 선도가 도시되어 있다. 임펄스 중의 펄스형 압력 변화가 명백히 도시되어 있다. 영역 S에서 재료는 후크의 범위내에서 예비가압점 A까지 예비가압된다. 상기점에 도달하게 되면 제1 임펄스가 가공처리 될 재료에 가해지게 되어 압력/시간 선도의 제1 피크가 생긴다. 이 펄스 중에 처리될 재료는 탄성영역에서 소성영역 f로 전이되며, 이 소성영역에서 재료가 소성 변형하기 때문에 금속 성형이 이루어진다.

피스톤은 앞쪽으로 더 물러날 수 있어 예비가압력까지 압력이 가해져 재료는 재결정될 수 있다. 재결정상을 영역 r로 표시된다. 이어서 제2 피크점에 이를 때까지 성형가공 될 재료에 임펄스가 가해진다. 이 때 제2 피크도 제1 피크때와 동일하다: 압력피스톤은 앞쪽으로 더 물러날 수 있어 재료가 가공처리 될 수 있는 소성 영역으로 전이한다. 이어서 압력은 감소되어 재료의 새로운 재결정이 가능하게 된다. 이같은 공정은 소정의 성형가공이 달성될 때까지 계속된다. 도면상에는 압력구배, △압력이 표시되어 있는데 이는 평가되거나 조사되어야 할 재료에 따르는 재료상수이다.

도7에는 도1에 따른 업셋팅 단조 장치와 유사하지만 도1과 달라 확대되어 있는 업셋팅 단조 장치의 중요한 특징이 도시되어 있다. 도7에는 도1에서 동일한 부분은 동일한 참조번호가 부기되어 있다. 참조번호(4)로 부가되어있는 일반적인 클램프장치는 글램프죠(16)에 작용하는 다수의 유압펌프로 구성되어 있다. 도1과 도7에는 파이프(2)의 종방향으로 나란히 배치되어 클램프죠 주위로 분포되어 있는 2셋트의 유압실린더만 도시되어 있다. 그러나 실제로는 바람직하게는 3셋트 또는 다수셋트의 유압실린더가 구비되어 있다. 클램프력이 파이프(2)의 성형처리 될 단부의 바로 근처에서 높고 파이프(2)의 대향되는 단부 방향으로 감소되고 또 다시 증가될때에 양호한 성형 결과를 얻을 수 있다. 이러한 클램프력의 변화에 의해 파이프(2)의 가공물의 바람직하지 못한 유동이 방지된다. 따라서 가공될 파이프의 종방향으로 나란히 배치되어 있는 도7에 따른 실시예의 유압실린더는 도1에 따른 실시예와 달리 압력 매체용의 분리된 공급파이프를 구비하고 있다. 이 공급파이프는 도7에는 도시되어 있지 않다. 이 분리된 공급파이프를 통해 상기한 클램프력의 변화를 이루기 위한 가변 압력을 제공할 수 있다. 클램프장치(4)에 의해 파이프(2)에 작용하는 클램프력을 더욱 향상시키기 위해 파이프(2)와 접촉되어 있는 클램프죠(16)의 접촉면에는 마찰력이 향상된 코팅부 특히 텅스텐카바이드로 된 코팅부가 구비되어 있으며 적어도 클램프죠(16)와 접촉되어 있는 파이프(2)의 접촉부는 거칠게 되어 있다.

가공물의 종방향으로 성형가공력과 대향되어 있는 클램프력을 향상시키기 위한 또 다른 수단이 단조 다이(5)와 클램프죠(16) 사이에 구비되어 있는 작은 스텝(19)에 있다. 이 스텝(19)은 도9에 도시되어 잇는데 이는 도7과 도8의 D로 표시된 부분의 확대한 단면이다. 상기 스텝(19)에는 업셋팅 단조 중에 파이프(2)의 가공물의 작은 업셋팅부가 형성되는데 이로 인해 파이프(2)는 종방향으로 형끼워 맞춤으로 그 형태가 유지된다.

도7에는 업셋팅 공정 바로 전의 업셋팅 단조 장치가 도시되어 있다. 업셋팅 체임버(13)는 이 실시예에서는 업셋팅 햄머의 접촉면(17), 업셋팅 햄머(7)의 연장부(8), 맨드릴(3)의 전면(29) 및 단조 다이(5)에 의해 형성되어 있다. 업셋팅 햄머(7)는 가공될 파이프(2)의 전면에서 접촉면(17)과 접해있다. 간단히 말해서 파이프(2)의 양방향으로 해칭표시된 단부는 단조처리 과정을 통해 업셋팅 체임버(13)에서 화살표(18) 방향으로 이동된다. 그로 인해 업셋팅 햄머(7)로부터 파이프 상에 전달된 힘은 실제로 업셋팅 체임버(13)에 대향되게 향하게 되어 업셋팅 햄머의 접촉면(17)을 파이프(2)의 종방향과 직각이 아니지만 파이프(2) 방향으로 접시모양으로 약간 기울어져 있다. 이미 성형처리 된 파이프(2)가 접촉면(17)의 형상과는 벗어난 전면을 갖는 경우 예를 들면 정확히 직각인 면을 갖는 경우가 중요한데 이면은 또 다른 업셋팅 햄머에 의해 추가의 처리과정 중에 최종적인 형상을 갖게된다.

도8에는 파이프(2)을 업셋팅하기 위해 그 단부 사이 영역에 형성되어 있는 본 발명에 따른 업셋팅 단조 장치의 실시예가 도시되어 있다. 도8에 따른 장치의 왼쪽반은 도7의 우측반과 대체로 일치한다. 도8의 좌측부에는 파이프(2)가 접하여 있는 바닥부(27)이 추가로 도시되어 있다. 단조 다이(5)의 우측면에는 파이프(2)의단부를 고정하고 있는 또 다른 클램프장치(4)가 구비되어 있다. 업셋팅 햄머(7)는 2중으로 해칭되어 있다. 제1스텝은 접촉면(17)에 의해 형성되며 성형과정을 시작하기 위해 업셋팅력이 성형될 파이프(2)에 전달된다. 우측 클램프장치(4)의 내부의 업셋팅력은 파이프(2)를 통해 업셋팅 체임버(13)로 전달되어야 하며 파이프는 클램프장치에서 성형의 정도에 알맞게 업셋팅 체임버(13)에 대해 왼쪽으로 이동되어야 하며 우측 클램프장치의 클램프력은 조절될 수 있는 것이 중요하다. 제2 스텝은 왼쪽으로 기울어져 있는 면(28)에 의해 형성되어, 연장부(8)와 맨드릴(3)의 전면(29) 및 업셋팅 체임버(13)의 단조 다이(5)와 접해있다. 재료가 면(28)에서 업셋팅이 시작되자마자 업셋팅력의 일부가 파이프(2)에 전달되게 된다. 상기 면(28)(29)이 상기 접촉면(17)에 대해 앞에서 설명한 바와 같이 그 법선면이 업셋팅 체임버(13)로 배향되도록 경사지게 되는 것이 유리하다.

예를 들면 다중으로 해칭되어 있는 업셋팅 햄머(7)와 맨드릴(3) 및/또는 그 중공부(9)는 업셋팅 체임버(13)주위에 소정의 형상을 부여하게끔 형성될 수 있음이 명백하다. 업셋팅 햄머(7)와 맨드릴(3)은 성형된 가공물이 손상되지 않고 성형 후 서로 분리되어 이동될 수 있도록 형성되어 있다. 또한 슈토터 업셋팅 단조 장치의 상기한 실시예에서 성형처리될 부분은 축대칭이다. 그러나 본 발명의 범위내에서 비축대칭인 형재 또는 파이프가 성형되거나 축대칭 형재 또 파이프에서 비축대칭 영역이 형성될 가능성은 없다. 그에 대한 2개의 실시예가 도10과 도11에 도시되어 있다.

도10에는 도7과 유사한 파이프(2)의 단부에서 비축대칭 형 팽장부를 만들기위한 장치가 도시되어 있다. 맨드릴(3)의 측면에서 업셋팅 체임버(13)와 접하는 면(29')은 이 실시예에서는 파이프(2)의 종축과는 직각이 아니게 배향되어 있다. 도면으로부터 알 수 있듯이 따라서 클램프죠(16)와 단조 다이(5)는 비대칭으로 형성되어 있다.

도11은 도8과 유사한 파이프의 단부간에 비축대칭인 형 팽창부를 만들기 위한 장치를 도시하고 있다. 이 실시예에서 업셋팅 햄머(7)의 측면에서 업셋팅 체임버(13)와 접하고 있는 면(28')은 파이프의 종축과는 직각이 아니게 배향되어 있다. 따라서 또 다른 클램프장치(4)의 클램프죠(16)와 단조 다이(5)는 비대칭으로 형성되어 있다.

업셋팅 햄머가 맥동하게되는 주파수는 각 가공물에 대해 실험적으로 결정된다. 업셋팅 햄머(7)과 연장부(19) 영역의 가상적인 반사벽 사이에 있는 파이프(2)의 처리될 부분에 고정된 스핀들이 형성되어 있는 경우 최상의 결과가 나올것으로 예상된다. 그래서 펄스주파수가 조절될 수 있고 바람직하게는 성형처리 과정중 변화될 수 있는 것이 유리하다.

상기한 임펄스펌프(31)는 종래의 피스톤 펌프가 될 수 있지만 로타리식 펄스 발생기가 유효하다. 도12는 그러한 펄스 발생기(40)의 가능한 실시예의 도식적 단면도가 도시되어 있다. 중앙의 회전자(41)는 그 중앙에 종방향 홀(42)를 구비하고 있으며 이 홀은 로타리 실(Drehdichtung)로 예를들면 700바의 고압이 작용할 수 있다. 상기 회전자는 마모를 최소화하기 위해 실린더 표면에 바람직하게는 세라믹으로 코팅된 코팅부(43)를 구비하고 있으며 고정자(44)로 둘러싸여 있다. 레이디얼채널(45)은 회전자에서 상기 종방향 홀(42)로부터 고압력을 외부로 작용하게끔 한다. 또한 고정자(44)에는 레이디얼 체널(46)이 구비되어 있어 회전자가 회전하는 동안 상기 채널(45)과 통하게 된다. 고정자(44)의 각 채널(46)은 방사상 외부 단부에 체크밸브(47)를 구비하고 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 체크밸브(47)는 원통형 연장부를 갖는 구(볼베어링)로 구성되어 방사상 연결 파이프(48)의 구멍으로 통해있다. 상기 베어링과 연장부는 연결파이프(48)을 통해 압력 매체가 외부의 링 체임버(49)로 유동되는 것을 보장하기 위해 보장할 수 있도록 관통되어 있어 예를 들면 40바의 예비가압력이 조절된다. 이 예비가압력은 또한 채널(45),(46)이 서로 연결되어 있지않게 유지되어 있는 한 체크밸브(47)의 구를 그 시트(sitz)에 대해 가압하게 된다. 모든 체크 밸브(47)는 밸브링(50)에 유지되어 있다. 당연히 체크밸브에는 공지의 체크벨브가 이용될 수 있는데 그 밸브 몸통은 예를 들면 핀이며 스프링에 의해 시트에 가압된다. 회전자채널(45)과 고정자채널(46)간 유통연결이 이루어질 때마다 후자에 압력임펄스가 생긴다. 이 압력 임펄스는 상기 채널들이 회전자와 고정자간의 전이 지역에서 똑바른 라인에 의해 형성된 단면, 예를 들면 장방형 단면을 갖을 때 특히 수직면을 갖게 된다. 도시된 실시예에서는 모두 4개의 회전자채널이 4개의 고정자채널과 동시에 연결되게 된다. 그렇게 함으로써 대칭적인 가압이 보장되며 이들 채널을 통해 유동되는 압력매체들이 축적된다. 채널들의 수와 배치가 서로 연결되게 이루어지게끔 일치하는 다른 실시예도 가능하다. 이같은 배치로 회전자의 저회전수로도 높은 펄스 주파수를 얻을 수 있다.

Claims (20)

1. 클램프장치, 업셋팅 단조 다이 및 업셋팅 햄머로 구성된 업셋팅 단조 장치에서 업셋팅에 의해 금속부를 처리하는 방법에 있어서,

   a) 상기 단조 장치에 업셋팅 체임버를 형성함으로써 상기 금속부가 상기 업셋팅 체임버 외부에 고정되어 업셋팅력이 둘러 쌓고 있는 주위부에 의해 직접 흡수되게끔 상기 클램프장치내에 금속부를 클램핑하는 단계와,

   b) 금속부에 힘이 가해졌을 때 상기 금속부의 금속이 업셋팅 체임버에 유입하도록 금속부에 업셋팅 햄머를 가압하는 단계와,

   c) 기계적 응력이 후크의 탄성범위내에 있도록 상기 업셋팅 햄머에 압력을 가함으로써 상기 클램핑된 금속부를 예비가압하는 단계와,

   d) 임펄스를 부여해 한 주기동안 또 부여받은 힘에서 상기 금속부의 재료가 탄성범위에서 소성범위로 전이됨으로써 상기 재료가 업셋팅 체임버로 팽창될 수 있고 업셋팅 햄머는 전방으로 이동할 수 있어 상기 재료에 가해지는 압력이 감소하여 재료는 다시 탄성범위로 되돌아 갈 수 있게끔 업셋팅 햄머로 금속부에 임펄스를 제공하는 단계 및

   e) 상기 업셋팅 단조 공정이 완성될 때까지 ③단계 c)와 단계 d)를 주기적으로 반복하는 단계로 구성되는

   것을 특징으로 하는 금속 업셋팅방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 금속부는 파이프, 형재 또는 봉인

   것을 특징으로 하는 금속 업셋팅방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 금속은 철, 구리 또는 알루미늄 또는 그들의 합금으로 구성되는

   것을 특징으로 하는 금속 업셋팅방법.
4. 제1항 내지 제3항에 있어서,

   상기 업셋팅 햄머는 유압시스템에 의해 구동되어 임펄스는 피스톤펌프에 의해 발생되고 유압시스템을 통해 상기 업셋팅 햄머에 전달되는

   것을 특징으로 하는 금속 업셋팅방법.
5. 제4항에 있어서,

   유압오일은 유압시스템내에서 예비가압되어 예비가압력이 가공물에 작용하게 되고 임펄스의 감쇠가 방지되는

   것을 특징으로 하는 금속 업셋팅방법.
6. 제1항 내지 제5항에 있어서,

   상기 금속부는 소성상태로 전이되기 전에, 마이크로파에 의해 업셋팅 체임버내에서 국부적으로 가열되어 재결정이 보장되는

   것을 특징으로 하는 금속 업셋팅방법.
7. 제1항 내지 제6항에 있어서,

   압력발생기에 의해 발생된 과잉의 열에너지는 냉각에 의해 배출되는

   것을 특징으로 하는 금속 업셋팅방법.
8. 제2항 내지 제7항에 있어서,

   상기 금속부는 파이프 또는 중공형재이며 맨드릴 또는 딱 맞는 상입부가 중공부에 삽입되어 그곳에서는 업셋팅이 발생되지 않게 되는

   것을 특징으로 하는 금속 업셋팅방법.
9. 제1항 내지 제8항에 있어서,

   상기 금속부의 상면의 적어도 한 부분이 업셋팅장치에 클램프되기 전에 거칠게 되는

   것을 특징으로 하는 금속 업셋팅방법.
10. 업셋팅 체임버(13)의 구조물 아래로 금속부를 수용하는 글램프장치(4)와 단조 다이(5)를 구비하며 업셋팅 햄머(7)와 업셋팅 햄머에 구동력을 제공하는 수단(10,25)을 구비하며 펄스수단(31,40)에 의해 구동력이 주기적으로 동일하게 배향된 펄스로 겹쳐질 수 있게 되는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 클램프장치(4)는 가공물의 종방향으로 나란히 배치된 다수의 동력원을 구비하며 금속부에 작용하는 클램프력이 조절될 수 있는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 클램프장치(4)는 클램프죠(16)를 구비하고 있으며 가공물과 접촉하고 있는 면에는 마찰력이 높은 특히 텅스텐카바이드(탄화 텅스텐)로 이루어진 코팅부가 구비되어 있는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 클램프죠(16)는 스텝이 형성되도록 업셋팅 체임버(7)의 측면상에서 인접한 단조 다이(5)보다도 내부로 약간 더 돌출되어 있으며 이 스텝에서 가공물을 가공처리시 업셋팅되며 클램프작용에 의해 야기된 가공물의 종방향으로 가공력과 대향 배향된 클램프력은 형끼워 맞춤으로 향상되는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
14. 제10항 내지 제13항에 있어서,

    업셋팅 체임버의 전면의 접촉면(17)은 업셋팅 처리될 금속부(R)에 가공력을 전달하며 업셋팅 체임버(13)에 대한 법선면(18)이 배향되어 이 면에서 가공물이 배제되도록 약간 경사져 있는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
15. 양단부 사이에서 금속부를 처리하기 위한 제10항 내지 제13항에 따른 업셋팅장치에 있어서,

    또 다른 클램프장치(4)가 제1 클램프장치(4)와 마주보는 업셋팅 체임버(13)의 측면상에 배치되어 있는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 업셋팅 체임버(7)는 적어도 2개의 스텝을 구비하고 있으며, 제1 스텝은 접촉면(17)에 의해 형성되며 가공력의 적어도 일부분이 금속부(2)의 전면에 전달되며 제2 스텝은 업셋팅 체임버를 형성하는 면(28)에 의해 형성되는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
17. 제10항 내지 제16항에 있어서,

    상기 업셋팅 체임버(13)는 비축대칭으로 형성되는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
18. 제10항 내지 제17항에 있어서,

    구동력을 업셋팅 체임버에 제공하기 위한 수단은 압력유체로 작동될 수 있는 피스톤(10,25)으로 구성되는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
19. 제10항 내지 제18항에 있어서,

    펄스수단은 스위칭 수단(45,46)을 구비하며, 이 스위칭 수단은 압력원으로부터 고압으로 구동시키는 작용을하는 압력유체를 주기적으로 스위칭 하는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.
20. 제10항 내지 제19항에 있어서,

    상기 펄스수단은 압력유체에 의해 제1 압력으로 작동될 수 있는 홀(42)을 갖는 회전자(41)를 구비하고 있으며, 적어도 하나의 방사상채널(45)이 상기 홀(42)과 연결되어 있으며, 회전자는 내부에 적어도 하나의 방사상채널(46)이 구비되어 있는 고정자(44)로 둘러쌓여 있으며,

    상기 채널은 압력유체에 의해 제2 압력으로 작동가능한 체임버(49)와 연결되며 상기 채널(45,46)은 회전자의 회전중 주기적으로 서로 통하게끔 배치되어 있는

    것을 특징으로 하는 금속처리용 업셋팅장치.