KR20110046652A - device for hot working test - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열간 가공 시험장치에 관한 것으로, 특히 냉각수를 이용하여 시편을 급속 냉각할 수 있도록 된 열간 가공 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hot work testing apparatus, and more particularly, to a hot work testing apparatus that enables rapid cooling of a specimen using cooling water.
금속 재료 분야에서는 재료의 가공을 용이하게 위하여 재료를 재결정 온도 이상으로 가열하여 가공하는 열간 가공을 널리 실시하고 있다.In the field of metal materials, in order to facilitate the processing of materials, hot working is widely performed in which materials are heated and processed at recrystallization temperatures or higher.
따라서, 고온상태에서 재료의 물성 변화를 측정할 수 있도록 열간 가공 시험장치를 이용한다.Therefore, a hot working test apparatus is used to measure the change in the physical properties of the material at high temperature.
상기 열간 가공 시험장치는 통전방식으로 시험편의 양단에 전류를 통하여 전기 저항열을 발생시킴으로써 시험편을 가열하여 열간 조건을 구현한다.The hot working test apparatus implements a hot condition by heating the test piece by generating an electric resistance heat through current at both ends of the test piece in an energized manner.
또한, 냉각에 따른 기계적 성질의 변화를 알아보기 위하여 가열후, 냉각을 실시하는데 종래에는 질소가스에 의한 냉각을 실시하였는 바, 그 냉각성능이 -20℃/sec에서 최대 -50℃/sec 정도 밖에 되지 않아 급냉 조건의 구현(급냉 모사시험)이 불가하였다.In addition, in order to examine the change in mechanical properties according to the cooling, the cooling is performed after heating. In the past, the cooling was performed by nitrogen gas, and the cooling performance was only about -50 ° C / sec at a maximum of -20 ° C / sec. It was not possible to implement the quench conditions (quench simulation test).
따라서, 다양한 조건의 시험이 불가하여 열간 가공 시험장치의 활용도가 떨어지는 문제점이 있었다.Therefore, there is a problem in that the utilization of the hot working test apparatus is inferior because the test of various conditions is impossible.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 냉각수를 이용한 시험편의 급냉 시험이 가능해짐으로써 보다 다양한 조건의 시험이 가능해지도록 된 열간 가공 시험장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a hot working test apparatus, which enables a quench test of a test piece using cooling water to enable testing of various conditions.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
단열챔버와;An insulation chamber;
상기 단열챔버의 양측부를 관통하여 설치된 유압실린더와;A hydraulic cylinder installed through both sides of the adiabatic chamber;
상기 유압실린더에 장착된 지그홀더와;A jig holder mounted to the hydraulic cylinder;
상기 지그홀더에 장착된 지그프레임과;A jig frame mounted to the jig holder;
상기 지그프레임에 구비된 지그블럭과;A jig block provided in the jig frame;
상기 지그블럭에 전력을 공급하는 전원공급장치와;A power supply for supplying power to the jig block;
상기 단열챔버에 진공을 형성하는 진공펌프 및;A vacuum pump for forming a vacuum in the adiabatic chamber;
상기 단열챔버 내부에 설치된 냉각수관에 연결되어 냉각수탱크의 냉각수를 상기 지그블럭에 의해 고정된 시험편으로 공급하는 냉각수펌프;A cooling water pump connected to the cooling water pipe installed inside the adiabatic chamber and supplying the cooling water of the cooling water tank to the test piece fixed by the jig block;
를 포함한다.It includes.
또한, 상기 냉각수관은 금속재질의 주름관인 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling water pipe is characterized in that the metal corrugated pipe.
또한, 상기 단열챔버의 하면 일측에 드레인관이 설치되고, 상기 드레인관에 개폐밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the drain pipe is provided on one side of the lower surface of the heat insulating chamber, characterized in that the on-off valve is installed in the drain pipe.
또한, 상기 단열챔버의 바닥에 바닥면이 상기 드레인관 설치위치로 경사 형성된 냉각수받침대가 설치되고, 상기 바닥면에 상기 드레인관과 일치하는 배출공이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the bottom of the insulated chamber is characterized in that the cooling water support is formed with the bottom surface is inclined to the drain pipe installation position, the discharge surface corresponding to the drain pipe is formed on the bottom surface.
또한, 상기 냉각수받침대의 테두리에 시일부재가 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the sealing member is characterized in that the sealing member is provided on the edge of the cooling water support.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,According to the present invention as described above,
고온으로 가열된 시험편에 냉각수를 분사하여 급속 냉각시키는 시험이 가능해짐으로써 보다 다양한 조건의 시험이 가능해졌다.By allowing the cooling water to be rapidly cooled by injecting coolant into the test piece heated to a high temperature, it is possible to test a wider range of conditions.
한편, 본 발명은 단열챔버에 드레인관이 설치되고, 또한 단열챔버의 내부에 냉각수받침대가 구비됨으로써 시험중 분사되는 냉각수를 시험 종료후 단열챔버로부터 제거하기가 매우 용이해진다.On the other hand, according to the present invention, the drain pipe is installed in the adiabatic chamber, and the cooling water support is provided inside the adiabatic chamber, so that the coolant injected during the test can be easily removed from the adiabatic chamber after the test.
따라서, 잔류 냉각수에 의한 장비의 손상을 방지하고, 안정성을 유지하며, 다음 시험까지의 준비시간을 단축시킬 수 있게 되는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that it is possible to prevent damage to the equipment by the residual coolant, maintain stability, and shorten the preparation time until the next test.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 열간 가공 시험장치의 구성도로서, 본 발명은 외부와 차단된 내부공간을 형성하는 단열챔버(10)와, 상기 단열챔버(10)의 양측부를 관통하여 설치된 유압실린더(20)와, 상기 유압실린더(20)에 장착된 지그홀더(30)와, 상기 지그홀더(30)에 장착된 지그프레임(40)과, 상기 지그프레임(40)에 구비된 지그 블럭(50)과, 상기 지그블럭(50)에 전력을 공급하는 전원공급장치(100)와, 상기 단열챔버(10)에 진공을 형성하는 진공펌프(200) 및 상기 단열챔버(10)의 내부에 설치된 냉각수관(320)에 연결되어 냉각수탱크(300)의 냉각수를 상기 지그블럭(50)에 의해 고정된 시험편(1)으로 공급하는 냉각수펌프(310)를 포함한다.1 is a configuration diagram of a hot working test apparatus according to the present invention, the present invention is a
상기 유압실린더(20), 지그홀더(30), 지그프레임(40) 및 지그블럭(50)은 상기 단열챔버(10)의 양쪽에 상호 마주보는 대칭 구조로 설치된다.The
따라서, 상기 지그블럭(50)에 시험편(1)을 고정하고, 상기 유압실린더(20)를 작동시켜 시험편(1)의 열간 가공 시험을 실시할 수 있다.Therefore, the
상기 유압실린더(20)의 실린더로드(21)에 지그홀더(30)가 볼트로 장착된다.The
상기 지그홀더(30)의 단부에도 상기 지그프레임(40)이 일체로 장착된다.The
상기 지그프레임(40)에는 상기 지그블럭(50)이 착탈될 수 있으며, 지그홀더(30)의 내부공간에 구비되는 지그블럭고정대(60)와 스페이서(70)에 의해 상기 지그블럭(50)이 지지된다.The
상기 전원공급장치(100)는 전력공급선(110)으로 양쪽 지그블럭(50)에 연결된다.The
따라서, 전력을 공급하면 상기 지그블럭(50)을 통해 시험편(1)에 전류가 통하므로 시험편(1)의 재질에 따른 저항열이 발생하여 승온이 이루어진다.Therefore, when power is supplied, a current flows through the
그 외, 화염에 의한 직접 가열 방식이나 유도전류를 이용한 유도 가열 방식을 적용할 수 있음은 물론이다.In addition, it is a matter of course that a direct heating method using a flame or an induction heating method using an induction current can be applied.
상기 진공펌프(200)는 상기 단열챔버(10)와 호스 또는 파이프로 연결되어 있 으며, 상기 호스 또는 파이프에는 쓰리웨이밸브(210)가 설치된다.The
따라서, 진공펌프(200) 작동시에는 상기 쓰리웨이밸브(210)를 열어 단열챔버(10)의 내부의 공기를 진공펌프(200)로 빨아 들여 진공을 형성하고, 진공펌프(200) 정지시에는 상기 쓰리웨이밸브(210)를 닫아 단열챔버(10) 내부의 진공을 유지한다.Therefore, when the
또한, 단열챔버(10) 내부의 진공을 해제할때는 상기 쓰리웨이밸브(210)를 대기중으로 개방하여 단열챔버(10) 내부로 대기를 유입시킴으로써 진공을 해제한다.In addition, when releasing the vacuum in the
상기와 같이 시험편(1)의 고온 가열시 진공 분위기를 형성하는 것은, 금속재료가 대기중에 노출되어 있으면 재료의 표면에서 산화 및 환원반응이 발생하여 재료의 물성에 영향을 받고, 고온에서는 그러한 반응이 더욱 활발히 이루어지기 때문에, 상기 시험편(1)에 고온시 대기와의 접촉에 의한 영향을 최소화하기 위한 것이다.As described above, the formation of a vacuum atmosphere during the high temperature heating of the
한편, 상기 냉각수펌프(310)는 상기 단열챔버(10)의 외부에 설치된다. 통상 냉각수가 저장된 상기 냉각수탱크(300)에 인접하여 설치된다.On the other hand, the
상기 냉각수펌프(310)는 호스 또는 관으로 단열챔버(10)에 관통 상태로 설치된 커넥터(315)에 연결된다.The
상기 커넥터(315)의 단열챔버(10) 안쪽 단부에는 상기 냉각수관(320)이 연결되는데, 상기 냉각수관(320)은 금속재질의 주름관으로서 자유로이 변형 및 변형된 상태를 유지하는 것이 가능하다.The
즉, 상기 냉각수관(320)의 단부에 냉각수의 효율적 분사를 위해 냉각수노 즐(330)이 구비되는데, 상기 냉각수노즐(330)을 냉각수 분사방향이 상기 시험편(1)을 향하도록 적절히 위치시키기 위해 상기 냉각수관(320)을 적절히 휨변형시킬 수 있고, 변형시킨 후에 냉각수관(320)은 그 변형 상태를 유지하도록 되어 있다.That is, a
이상 설명한 구성에 의하여 본 발명은 통상적인 시험편의 가열 과정 후에, 시험편(1)에 냉각수를 토출하여 냉각수에 의한 시험편 급냉 조작을 실시할 수 있게 된다.According to the above-described configuration, the present invention enables the test piece quenching operation by the coolant to be discharged by discharging the coolant to the
상기 냉각수에 의한 시험편의 급냉은 시험편의 사이즈에 따라 -200℃/sec에서 최대 -400℃/sec까지 가능하므로 시험편을 고온상태에서 급속냉각시킴으로써 고온상태에서의 결정립 사이즈를 확인할 수 있게 된다.(종래 가스젯 방식의 냉각방식에서는 냉각속도가 -20℃/sec에서 최대 -50℃/sec 정도여서 고온 시험편 냉각시 변태와 석출 거동이 발생할 수 있으므로 원상태의 물성을 확인하기 곤란하였다.)Rapid cooling of the test piece by the cooling water is possible from -200 ° C / sec up to -400 ° C / sec depending on the size of the test piece, thereby rapidly cooling the test piece in a high temperature state, so that the grain size in the high temperature state can be confirmed. In the gas jet type cooling method, the cooling rate is -20 ° C / sec up to about -50 ° C / sec. Therefore, it is difficult to check the properties of the original state because transformation and precipitation behavior may occur when cooling the hot specimen.)
한편, 상기와 같이 냉각수를 시험편(1)으로 분사할 수 있게 됨으로써 냉각수를 이용한 시험편 급냉이 가능해졌으나, 시험을 위해 단열챔버(10) 내로 공급된 냉각수의 사후 처리가 문제였다.On the other hand, by allowing the cooling water to be injected into the
따라서, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단열챔버(10)의 하면 일측에 드레인관(11)을 설치하고, 상기 드레인관(11)에 개폐밸브(12)를 설치하였다.Therefore, in the present invention, as shown in Figure 2, the
따라서, 시험 종료후(진공 해제 상태), 상기 개폐밸브(12)를 열어 드레인관(11)을 개방함으로써 단열챔버(10)의 하부에 고여 있던 냉각수가 드레인관(11)을 통해 외부로 배출될 수 있도록 하였다.Therefore, after completion of the test (vacuum release state), the open /
상기와 같이 하면 드레인관(11)을 통한 냉각수 배출이 종료된 뒤, 단열챔 버(10)의 도어(별도로 도시하지 않음, 열간 가공 시험장치에서 시험편(1)의 설치 및 회수를 위해 단열챔버의 도어는 반드시 구비된다.)를 열고 바닥면의 잔여 물기를 닦아 내면 추후, 시험을 다시 진행할 수 있다.(물기를 제대로 제거하지 않으면 다른 시험을 위해 진공을 형성할 때 물방울이 사방으로 튀어 내부 관찰이 어렵고, 튀는 물방울이 장치 내부의 구석으로 침투하여 추후 제거가 용이하지 않다.)In this case, after the discharge of the coolant through the
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단열챔버(10)의 바닥에 냉각수받침대(400)를 설치할 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 3, the
상기 냉각수받침대(400)는 바닥면이 상기 드레인관(110) 설치 위치를 향해 경사 형성되어 있고, 상기 드레인관(110)과 마주보는 지점에 드레인관(110)의 입구와 일치하는 배출공(410)이 형성된다.The cooling
따라서, 시험편(1)으로 분사된 냉각수는 모두 상기 냉각수받침대(400)로 떨어져 모이게 되고, 냉각수받침대(400)의 냉각수는 경사진 바닥면을 따라 배출공(410)쪽으로 흘러서, 상기 드레인관(110)을 통해 배출될 수 있다.Therefore, all of the coolant injected into the
따라서, 드레인관(110)을 통한 냉각수 배출이 끝난 뒤, 도어를 열고 단열챔버(10)에서 상기 냉각수받침대(400)를 꺼내어 물기를 닦으면 물기를 완전하게 제거하기가 더욱 용이해진다.Therefore, after the discharge of the cooling water through the
한편, 상기 냉각수받침대(400)의 테두리 부분에는 열에 강한 내열성 고무재질로 이루어진 시일부재(420)가 구비된다.On the other hand, the edge portion of the cooling
따라서, 냉각수받침대(400) 설치 상태에서 냉각수가 단열챔버(10) 벽면과 냉각수받침대(400)의 테두리 부 사이로 침투되어 단열챔버(10)의 바닥면으로 흘러드 는 것을 방지해준다.Therefore, in the
따라서, 시험 종료후 상기 냉각수받침대(400)의 물기만 제거하면 되고, 단열챔버(10)의 바닥면은 물기를 닦아낼 필요가 없게 되어 물기 제거 작업이 보다 용이해진다.Therefore, it is only necessary to remove the water of the cooling
상기와 같이 단열챔버(10) 내부의 잔류 냉각수를 완전하게 제거하기 용이함으로써 잔류 냉각수에 의해 단열챔버(10) 내부의 장비들이 부식되거나 전자 및 전기 제품에 누수에 의한 오작동을 유발하지 않으므로 장비의 안정성이 향상된다.As described above, it is easy to completely remove the residual coolant inside the
또한, 보다 신속하게 잔류 냉각수를 제거할 수 있으므로 다음 시험까지의 준비 시간이 단축되어 보다 많은 시험을 실시할 수 있게 되는 장점이 있다.In addition, since the remaining coolant can be removed more quickly, the preparation time until the next test can be shortened, and thus more tests can be performed.
도 1은 본 발명에 따른 열간 가공 시험장치의 구성도,1 is a block diagram of a hot processing test apparatus according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 열간 가공 시험장치에 드레인관이 설치된 상태를 도시한 도면,Figure 2 is a view showing a state in which the drain pipe is installed in the hot working test apparatus according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 열간 가공 시험장치에 냉각수받침대가 설치된 상태를 도시한 도면이다.3 is a view showing a state in which the cooling water support is installed in the hot processing test apparatus according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 단열챔버 11 : 드레인관10: heat insulation chamber 11: drain pipe
12 : 개폐밸브 20 : 유압실린더12: on-off valve 20: hydraulic cylinder
30 : 지그홀더 40 : 지그프레임30: jig holder 40: jig frame
50 : 지그블럭 60 : 지그블럭고정대50: jig block 60: jig block fixing stand
70 : 스페이서 100 : 전원공급장치70: spacer 100: power supply
200 : 진공펌프 210 : 쓰리웨이밸브200: vacuum pump 210: three-way valve
300 : 냉각수탱크 310 : 냉각수펌프300: cooling water tank 310: cooling water pump
320 : 냉각수관 330 : 냉각수노즐320: cooling water pipe 330: cooling water nozzle
400 : 냉각수받침대 410 : 배출공400: cooling water support 410: discharge hole
420 : 시일부재420: sealing member
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KR101175498B1 (en) | 2012-08-20 |
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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