KR20120000929A - Manufacturing method of fuel pump plange for ship engine using special hot tool steel dh32 or skd7 - Google Patents

Manufacturing method of fuel pump plange for ship engine using special hot tool steel dh32 or skd7 Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of a fuel pump plunger for a ship engine using DH32 or SKD7 hot-work tool steel is provided to perform forging in the capacity of a press by remarkably reducing excessive forging loads and stress concentration. CONSTITUTION: A manufacturing method of a fuel pump plunger for a ship engine using DH32 or SKD7 hot-work tool steel is as follows. A DH32 or SKD7 material is cut in a cylindrical shape. The cut DH32 or SKD7 hot-work tool steel is molded to a preliminary molded product composed of an inclined part formed between first and second cylindrical units. A preliminary molded and forged product is produced by vertically driving the preliminary molded product.

Description

디에이치32 또는 에스케이디7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF FUEL PUMP PLANGE FOR SHIP ENGINE USING SPECIAL HOT TOOL STEEL DH32 OR SKD7}MANUFACTURING METHOD OF FUEL PUMP PLANGE FOR SHIP ENGINE USING SPECIAL HOT TOOL STEEL DH32 OR SKD7}

본 발명은 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강 소재의 선박엔진 연료펌프 플런저를 열간 단조 방식으로 구현할 수 있도록 하는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a ship engine fuel pump plunger manufacturing method, and more specifically, to a ship engine fuel pump plunger of DH32 or SKD7 special hot-hole oral material can be implemented in a hot forging method ship engine using a DH32 or SKD7 special hot-hole oral cavity It relates to a fuel pump plunger manufacturing method.

선박엔진 연료펌프의 핵심부품 중 하나인 플런저는 환봉의 일측부에 한 쌍의 날개부가 대칭 형상으로 구비되어 전체적으로 십자(†) 형상을 이루고 있고, SKD7종 또는 DH32의 특수 열간 공구강을 사용하여 제조되고 있으며, 환봉소재를 기계가공으로 제거하여 최종 제품의 형상을 얻고 있다. 이로 인해 소재의 많은 양을 제거해야만 하므로 가공에 의한 소재의 손실이 심하고 또한 가공에 많은 가공시간을 요구하므로 생산성이 낮다.Plunger, one of the core parts of the ship engine fuel pump, has a pair of wing parts on one side of the round bar in a symmetrical shape to form a cross (†) shape overall, and is manufactured using special hot tool steel of SKD7 type or DH32 And the round bar material is removed by machining to obtain the shape of the final product. Because of this, a large amount of material must be removed, so the loss of material due to processing is severe, and the productivity is low because a large processing time is required for processing.

도 1은 종래의 선박엔진 연료펌프의 플런저 가공 공정 도면이다. 특수열간공구강을 선박 엔진용 연료펌프의 부품 중 하나인 플런저(Plunger)(1)는 선박엔진의 구동에 있어서 연료펌프가 선박엔진에 연료 분사량 및 연료 분사압을 조절하여 공급하는데 매우 중요한 역할을 하는 부품이다. 연료펌프의 성능이 선박엔진의 성능에 매우 큰 영향을 미치며, 연료 펌프 내의 핵심 부품들은 최고 500℃, 1300bar 이상의 고온, 고압의 환경 하에서 구동되기 때문에 제품의 성능을 엄격히 관리해야하는 핵심장치이다. 따라서 연료펌프의 구성부품들은 높은 압력과 피로에 견딜 수 있도록 소재의 규정과 가공방법, 열처리 방법 등에 대한 생산 공정을 철저히 관리되어 진다.1 is a plunger processing process diagram of a conventional marine engine fuel pump. Plunger (1), which is a part of fuel pump for ship engine, is a very important role that fuel pump controls and supplies fuel injection amount and fuel injection pressure to ship engine. Parts. The performance of the fuel pump greatly affects the performance of the ship engine, and the core components in the fuel pump are operated at high temperatures and pressures of up to 500 ° C, 1300 bar, and so are essential devices to strictly control the performance of the product. Therefore, the components of the fuel pump are thoroughly managed the production process of the material specification, processing method and heat treatment method to withstand high pressure and fatigue.

연료펌프의 구성부품 중 높은 강도와 피로 한도를 요구하는 핵심부품의 하나인 플런저는 SKD 7종 또는 DH32의 특수열간공구강을 사용하여 제조되고 있으며, φ120*320의 환봉소재(11)를 기계가공으로 제거하여 황삭가공(12)하고, 열처리(Q.T) 이후 정삭공정과 정밀 연삭공정을 거쳐 최종 제품의 형상(1)을 얻고 있다. 그러나 기계가공에 의한 생산방법으로는 소재의 많은 양을 제거해야만 하고 또한 가공에 많은 가공시간을 요구하므로, 기계가공에 의한 소재의 손실이 심하고 생산성이 낮다.Plunger, which is one of the core parts requiring high strength and fatigue limit among the components of fuel pump, is manufactured using 7 kinds of SKD or special hot work of DH32, and the round rod material of φ120 * 320 is machined. After removal and roughing (12), after the heat treatment (QT) through a finishing process and a precision grinding process to obtain the shape (1) of the final product. However, the production method by machining requires a large amount of material to be removed and also requires a long processing time for processing, so the loss of material due to machining is severe and the productivity is low.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 열간단조 방법을 이용하여 제품의 형상을 제조하는 것이 바람직하나, DH32 또는 SKD7와 같은 특수열간공구강 소재의 선박엔진 연료펌프 플런저를 열간단조 방식으로 구현하는 공정 기술은 아직 개발되지 않은 실정이다. 이는, DH32 또는 SKD7와 같은 특수열간공구강은 열간에서 변형성이 현저히 떨어지기 때문에 단순히 일반강 소재의 열간단조 방법을 따를 경우 높은 단조하중과 과도한 응력집중으로 금형이 손상되어 금형의 수명이 단축되고 플런저 날개부에 겹침이나 결육이 발생하여 단조품의 성형성이 저하되는 문제점이 있기 때문이다.
In order to solve this problem, it is preferable to manufacture the shape of the product by using the hot forging method, but a process technology for implementing a ship engine fuel pump plunger of a special hot oral cavity material such as DH32 or SKD7 by hot forging has not been developed yet. It is not true. This is because special hot work steels, such as DH32 or SKD7, are significantly less deformable at hot, so if the hot forging method of plain steel is used, the mold is damaged by high forging load and excessive stress concentration, which shortens the life of the mold and plunger wings. This is because there is a problem in that formability and forging of the forged product are deteriorated due to overlapping or fleshing of the parts.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 일반강 소재가 아닌 DH32 또는 SKD7 등의 특수열간공구강을 이용하여 십자(†)모양의 선박엔진 연료펌프 플런저를 제조함에 있어 기계가공량을 현저히 줄일 수 있는 열간단조 방식의 공정 기술을 제공하고, 더 나아가 열간단조 방식을 취할 경우 수반되는 과도한 단조하중과 응력집중을 대폭 감소시켜 금형 파손을 방지하며 주어진 프레스의 용량 내에서 단조를 수행할 수 있도록 하는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법을 제공하는 것이다.
The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to manufacture a cross (†) -shaped marine engine fuel pump plunger using a special hot-hole oral cavity such as DH32 or SKD7 rather than a general steel material It provides a hot forging process technology that can significantly reduce the amount of processing, and further reduces excessive forging loads and stress concentrations when taking a hot forging method to prevent mold breakage and forging within the capacity of a given press. The present invention provides a method for manufacturing a ship engine fuel pump plunger using DH32 or SKD7 special hot hole orifice.

본 발명의 상기 목적은 DH32 또는 SKD7을 원통 형상으로 절단하는 절단 단계와; 상기 절단된 원통 형상의 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 제1 직경의 원통 형상으로 형성되는 제1 원통부, 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경의 원통 형상으로 형성되는 제2 원통부, 및 상기 제1 원통부와 상기 제2 원통부 사이에 10°~ 30°각도로 형성되는 경사부로 이루어진 예비 성형체로 성형하는 예비 성형체 생성 단계와; 상기 예비 성형체의 축과 수직한 방향으로 형타하며 열간 오픈 단조 방식으로 예비 성형 단조품을 생성하는 블로커 공정 단계와; 상기 예비 성형 단조품의 축과 수직한 방향으로 형타하며 열간 오픈 단조 방식으로 본 성형하는 피니셔 공정 단계와; 플래쉬를 제거하여 선박엔진 연료펌프 플런저를 생산하는 트리밍 공정 단계를 포함하고, 상기 예비 성형체 생성 단계에서, 상기 제2 원통부의 길이는 상기 제1 원통부의 길이보다 길도록 성형하고 상기 예비 성형체는 상기 제1 원통부의 제1 직경과 상기 제2 원통부의 제2 직경이 8mm 이상 15mm 이하 범위의 직경 차이를 갖는 형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법을 통해 달성 가능하다.
The above object of the present invention includes a cutting step of cutting the DH32 or SKD7 into a cylindrical shape; A first cylindrical portion having the cut cylindrical DH32 or SKD7 special hot-hole oral cavity formed in a cylindrical shape having a first diameter, a second cylindrical portion formed in a cylindrical shape having a second diameter smaller than the first diameter, and the first A preform forming step of forming a preform formed of an inclined portion formed at an angle of 10 ° to 30 ° between the first cylindrical portion and the second cylindrical portion; A blocker process step of forming a preformed forging by a hot open forging method in a direction perpendicular to the axis of the preform; A finisher process step of molding in a direction perpendicular to the axis of the preformed forging and hot forming in a hot forging method; A trimming process step of removing the flash to produce a marine engine fuel pump plunger, wherein in the preforming body generation step, the length of the second cylindrical portion is formed to be longer than the length of the first cylindrical portion, and the preform is 1 is a vessel engine fuel pump plunger manufacturing method using a DH32 or SKD7 special hot-hole oral cavity, wherein the first diameter of the cylindrical portion and the second diameter of the second cylindrical portion are formed to have a diameter difference in a range of 8 mm or more and 15 mm or less. Achievable through

본 발명에 따른 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법에 의하면, 특수열간공구강인 DH32 또는 SKD7 소재를 적용하여 선박엔진 연료펌프의 플런저를 제조함에 있어 종래 기계가공에 의해 제품의 형상을 얻어오던 것을 열간단조 공정으로 대체할 수 있는 바, 기계가공량을 현저히 줄일 수 있어 최종제품을 얻기 위한 원소재의 절감효과를 60% 이상 향상시킬 수 있을뿐만 아니라, 기계가공에 소요되는 가공시간과 가공에 필요한 공구비의 절감은 물론, 생산성의 향상을 도모할 수 있는 현저한 효과가 있다.According to the method of manufacturing a ship engine fuel pump plunger using the DH32 or SKD7 special hot hole oral cavity according to the present invention, in the manufacture of the plunger of the ship engine fuel pump by applying the special hot hole orifice DH32 or SKD7 material, It is possible to replace the shape obtained with the hot forging process, which can significantly reduce the amount of machining, and not only improve the saving effect of raw materials for obtaining the final product by more than 60%, but also the processing required for machining There is a remarkable effect that not only can reduce the time and the tool cost required for machining, but also can improve the productivity.

또한, DH32 또는 SKD7 특수열간공구강 소재의 선박엔진 연료펌프 플런저를 제조함에 있어 열간단조 방식을 적용하더라도, 특정 형상의 예비성형체를 만들어 단조함으로써 단조하중을 현저히 줄일 수 있고, 단조품의 양호한 살채움을 도울 수 있어 플런저 날개부의 겹침, 결육 발생 및 금형 파손을 방지할 수 있고 상대적으로 용량이 작은 단조프레스에서 단조작업을 실시할 수 있는 현저한 효과가 있다.
In addition, even in the case of applying the hot forging method in the manufacture of DH32 or SKD7 special hot-hole oral marine engine fuel pump plunger, it is possible to significantly reduce the forging load by forming and forging a preform of a specific shape, and to help the good filling of the forged product. It is possible to prevent overlapping of the plunger wing, generation of mold, and mold breakage, and the forging operation can be performed in a relatively small forging press.

도 1은 종래의 선박엔진 연료펌프의 플런저 가공 공정 도면.
도 2는 본 발명의 열간단조 제조 공법에 의한 최종물인 플런저의 단조품 형상도.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서 특수열간공구강(DH32, SKD7)을 이용하여 플런저를 단조하기 위한 공정도.
도 4는 도 3의 공정에 대한 개략적인 형상도.
도 5는 도 3 및 도 4에서의 예비성형체에 대한 상세도.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 예비성형체 유무에 따른 플런저 단조 공정에 대한 변형 형상을 나타낸 컴퓨터에 의한 3차원 시뮬레이션 예측 결과.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 예비성형체 유무에 따른 플런저 단조 공정에서 예측되는 단조하중을 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명을 위하여 수행하였던 예비 시험의 온도별 시험편 형상 사진.
도 9는 도 8의 시험 온도에 따른 시험편의 조직 사진.
도 10은 시험 온도에 따른 압축시험하중을 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명에 의한 단조품의 조직 및 단조품 열처리(QT) 이후의 조직 사진.
도 12는 본 발명의 예비 성형체를 적용하지 않은 경우 블로커 금형에 가해지는 응력 분포와 수치를 보여주는 응력해석 데이터.
도 13은 본 발명의 예비 성형체를 적용한 경우 블로커 금형에 가해지는 응력 분포와 수치를 보여주는 응력해석 데이터.
1 is a plunger processing process diagram of a conventional marine engine fuel pump.
Figure 2 is a forged product shape of the plunger which is the final product by the hot forging production method of the present invention.
Figure 3 is a process diagram for forging a plunger using a special hot hole oral cavity (DH32, SKD7) as an embodiment according to the present invention.
4 is a schematic diagram of the process of FIG.
FIG. 5 is a detailed view of the preform in FIGS. 3 and 4.
Figure 6 is an embodiment according to the present invention, a three-dimensional simulation prediction result by a computer showing the deformation shape for the plunger forging process with or without a preform.
7 is a graph showing the forging load predicted in the plunger forging process with and without a preform as an embodiment according to the present invention.
Figure 8 is a photograph of the specimen shape by temperature of the preliminary test performed for the present invention.
9 is a structure photograph of a test piece according to the test temperature of FIG. 8.
10 is a graph showing the compression test load according to the test temperature.
Figure 11 is a structure of the forging according to the present invention and a photograph of the structure after forging heat treatment (QT).
12 is a stress analysis data showing the stress distribution and the numerical value applied to the blocker mold when the preform of the present invention is not applied.
13 is a stress analysis data showing the stress distribution and the numerical value applied to the blocker mold when the preform of the present invention is applied.

본 발명에 따른 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법은 예비 성형체 생성 공정을 삽입하고 이러한 예비 성형체 생성 공정을 통해 수득되는 예비 성형체를 특정 형상으로 설계하고 열간 오픈 단조 방식을 채용함으로써 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강 소재의 선박엔진 연료펌프 플런저를 열간단조 방식으로 구현할 수 있는 기술적 특징을 제시한다.The ship engine fuel pump plunger manufacturing method using the DH32 or SKD7 special hot hole oral cavity according to the present invention inserts a preform forming process and designs the preform obtained through the preform forming process into a specific shape and adopts a hot open forging method. This paper presents the technical features that can be implemented in the hot forging method of the ship engine fuel pump plunger of DH32 or SKD7 special hot hole oral cavity.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 일반강 소재가 아닌 DH32 또는 SKD7과 같이 열간에서 변형성이 현저히 떨어지는 특수열간공구강을 이용하여, 환봉 형상의 일측부에 한 쌍의 날개부가 구비되어 전체적으로 십자(†)형의 축모양을 갖는 선박엔진 연료펌프 플런저라는 특정 물건을 열간 단조 방식으로 제조하기 위해 특화된 공정 기술에 해당한다. 따라서, 본 발명에 설명 및 기재된 발명의 내용은 플랜지를 갖는 축모양으로 이루어진 엔진용 스핀들 단조품 등과 같이 십자형의 선박엔진 플런저와는 다른 형태로 구성되어 다른 기술 분야(예컨데, 자동차 등)의 기구·기계에 사용되는 단조품은 적용 대상으로 하지 않음을 미리 밝혀둔다.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention uses a special hot-hole oral cavity that is not significantly deformable in the hot, such as DH32 or SKD7, not a general steel material, a pair of wings are provided on one side of the round bar shape as a whole (cross) †) corresponds to a specialized process technology for the production of hot-forged products of the ship engine fuel pump plunger of the shaft type. Therefore, the content of the invention described and described in the present invention is different from that of a cruciform ship engine plunger, such as a spindle forged product for an engine having a flange, and has a mechanism and a machine in another technical field (for example, automobile). It is to be noted that forgings used in the above are not subject to application.

이하에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the advantages, features and preferred embodiments of the present invention.

SKD7 또는 DH32는 철강규격으로 명명되는 합금으로서 표 1과 같은 성분을 갖는 것으로 알려져 있으며, 나머지 성분은 철(Fe)로 구성된다. 좀 더 자세히 설명하면, SKD7 소재는 JIS 철강 규격에 따라 명명되는 것이며 국내에서는 생산되지 않는 소재이므로 KS에는 없는 규격이다. DH32의 경우는 다이도 스틸(DAIDO steel)사에서 개발하여 사용되는 소재이다.SKD7 or DH32 is an alloy named as the steel standard is known to have the components shown in Table 1, the remaining components are composed of iron (Fe). In more detail, the SKD7 material is named according to JIS steel standard and is not produced in Korea, so it is a standard that KS does not have. DH32 is a material developed and used by DAIDO steel.


화학성분(%)Chemical composition (%)
CC SiSi MnMn PP SS CuCu NiNi CrCr MoMo VV SKD7SKD7 0.32~
0.42
0.32 ~
0.42
0.8~
1.2
0.8 ~
1.2
0.5
이하
0.5
Below
0.03
이하
0.03
Below
0.03
이하
0.03
Below
4.5~
5.5
4.5 ~
5.5
1.0~
1.5
1.0 ~
1.5
0.8~
1.2
0.8 ~
1.2
DH32DH32 0.50.5 0.130.13 0.750.75 0.070.07 0.020.02 0.50.5 0.950.95 2.42.4 2.92.9 0.970.97

도 2는 본 발명의 열간단조 제조 공법에 의한 최종물인 선박엔진 연료펌프 플런저의 단조품 형상도이며, 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서 특수열간공구강(DH32, SKD7)을 이용하여 플런저를 단조하기 위한 공정도이며, 도 4는 도 3의 공정에 대한 개략적인 형상도이다. Figure 2 is a forged shape of the ship engine fuel pump plunger which is the final product according to the hot forging manufacturing method of the present invention, Figure 3 is an embodiment according to the invention forging the plunger using a special hot-hole oral cavity (DH32, SKD7) 4 is a schematic view of the process of FIG. 3.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명이 제조하고자 하는 선박엔진 연료펌프 플런저 단조품(2)은 환봉 형상의 플런저 축부(22), 상기 축부의 일단부에 대칭 구조로 돌출 구비된 한 쌍의 플런저 날개부(21) 및 플런저 머리부(23)로 구성되어 전체적으로 십자(†)형상의 축모양을 이루고 있다.As can be seen in Figure 2, the marine engine fuel pump plunger forging (2) to be manufactured by the present invention is a pair of plunger wings protruding in a symmetrical structure at one end of the plunger shaft portion 22, the shaft portion It consists of 21 and the plunger head 23, and forms the cross shape (†) shaft as a whole.

본 발명에 따른 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법의 각 공정에 대하여 설명하도록 한다.Each process of the method for manufacturing a ship engine fuel pump plunger using the DH32 or SKD7 special hot working mouth according to the present invention will be described.

DH32 또는 SKD7 원소재를 일정한 길이로 절단(4)한 후(도 3의 31 공정 및 도 4의 참조번호 4), 플런저 성형이 원활히 이루어지고 단조하중을 줄일 수 있도록 특정 형상의 예비 성형체(5) 모양으로 성형한다(도 3의 32 공정 및 도 4의 참조번호 5). 이러한 예비 성형체는 그 형상을 어떻게 설계하느냐에 따라 단조품의 살채움과 단조하중에 큰 영향을 미치게 되고, 이는 제품의 질 및 금형의 수명과 직결된다. 상기와 같은 점을 고려할 때, 단조하중을 큰 폭으로 감소시킬 수 있으면서 양호한 살채움을 보장할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예비 성형체는 제1 직경의 원통 형상으로 형성되는 제1 원통부, 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경의 원통 형상으로 형성되는 제2 원통부 및 상기 제1 원통부와 상기 제2 원통부 사이에 소정의 구배를 갖고 형성되는 경사부로 구성되어, 환봉 형상의 제1 원통부와 또 다른 환봉 형상의 제2 원통부가 경사부에 의해 연결된 구조를 이루게 된다.After cutting (4) the DH32 or SKD7 raw material to a certain length (31 process in FIG. 3 and reference numeral 4 in FIG. 4), the preform 5 having a specific shape to smoothly form the plunger and reduce the forging load. It is molded into a shape (step 32 in FIG. 3 and reference numeral 5 in FIG. 4). The preform has a great influence on the liveness and forging load of the forging depending on how the shape is designed, which is directly related to the quality of the product and the life of the mold. In view of the foregoing, the preform according to the preferred embodiment of the present invention, which can greatly reduce the forging load and ensure good fatness, has a first cylindrical portion formed in a cylindrical shape having a first diameter. And a second cylindrical portion formed in a cylindrical shape having a second diameter smaller than the first diameter, and an inclined portion formed with a predetermined gradient between the first cylindrical portion and the second cylindrical portion, and having a round bar shape. The first cylindrical portion and the second cylindrical portion having another annular shape form a structure connected by the inclined portion.

본 발명의 예비 성형체 생성 공정을 통해 전술한 형상 및 구조를 갖는 예비 성형체(5) 성형이 완료되면, 최종 단조품이 잘 성형될 수 있도록 일정한 형상을 갖는 예비 성형 단조품(61)으로 성형해 주는 블로커 공정이 행해진다(도 3의 33 공정 및 도 4의 참조번호 61). 상기 블로커 공정을 통해 성형되는 예비 성형 단조품(61)은 최종 단조품에 가까운 형상을 어느 정도 갖추게 된다.When the molding of the preform 5 having the above-described shape and structure is completed through the process of generating a preform of the present invention, a blocker process of forming a preform forging 61 having a predetermined shape so that the final forging may be well formed. This is done (step 33 in FIG. 3 and reference numeral 61 in FIG. 4). The preformed forged product 61 formed through the blocker process has a shape close to the final forged product.

본 발명의 블로커 공정은 예비 성형체(5)의 길이방향 축과 수직한 방향으로 형타하며 열간 오픈 단조 방식으로 예비 성형 단조품(61)을 성형하는데, 이는 블로커 금형에 의한 피단조재(즉, 예비 성형체) 형타시 금형의 단위면적 당 가해지는 하중을 낮추기 위함이다. 즉, 예비 성형체(5)의 형상 특징에 의해 구현되는 단조하중 및 응력집중 감소 효과와 더불어 열간 오픈 단조 방식에 의한 단조하중 및 응력집중 감소효과도 함께 취할 수 있게 된다.The blocker process of the present invention molds in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the preform 5 and forms the preform forging 61 in a hot open forging manner, which is a forged material (ie, a preform) by a blocker mold. ) This is to lower the load applied per unit area of mold during mold casting. That is, the forging load and the stress concentration reducing effect by the hot open forging method together with the forging load and the stress concentration reducing effect realized by the shape characteristics of the preform 5 can be taken together.

블로커 공정을 통해 예비 성형 단조품의 성형이 완료되면, 피니셔 공정에서 최종 단조품의 치수를 만족할 수 있도록 성형하여 준다(도 3의 34 공정). 피니셔 공정은 블로커 공정과 마찬가지로 예비 성형 단조품(61)의 길이방향 축과 수직한 수직한 방향으로 형타하며 열간 오픈 단조 방식으로 본 성형한다.When the molding of the preformed forged product is completed through the blocker process, the finisher is molded to satisfy the dimensions of the final forged product (step 34 in FIG. 3). The finisher process is shaped in a vertical direction perpendicular to the longitudinal axis of the preformed forged product 61 in the same manner as the blocker process, and is formed by hot open forging.

피니셔 공정이 완료되면, 단조품에서 플래쉬(버 : burr)를 제거하는 트리밍 공정을 행함으로써 선박엔진 연료펌프 플런저의 최종 형상을 얻게 된다(도 3의 35 공정 및 도 4의 참조번호 62).When the finisher process is completed, the final shape of the ship engine fuel pump plunger is obtained by performing a trimming process of removing the flash (burr) from the forging product (35 process in FIG. 3 and reference numeral 62 in FIG. 4).

참고로, 열간 오픈 단조와 열간 밀폐 단조에 대해 간략히 설명하면, 밀폐단조는 피단조소재가 내부에 수용되어 있는 다이(die) 내부로 펀치(punch)가 완전히 삽입되며 피단조소재에 압력을 가하여 상기 다이의 내부 빈공간으로 밀어냄으로써 목적하는 단조품의 형상을 획득하는 성형 방식을 지칭한다. 따라서, 밀폐단조는 펀치를 다이 내부로 삽입하게 되면, 피단조소재가 수용된 다이 내부 영역은 펀치에 의해 밀폐된 상태를 형성하며 단조 공정이 이루어지는 바, 밀폐 단조에 의하면 단조품의 외면에 플래쉬가 발생하지 않으면서 바로 제품의 형상을 갖추게 되는데, 이처럼 플래쉬가 발생하지 않게 되는 밀폐 단조의 특징은 오픈 단조와 대비되는 차이점이라 할 수 있다.For reference, briefly explaining hot open forging and hot closed forging, the closed forging is a punch inserted into the die in which the forged material is accommodated therein and pressurizes the forged material. Refers to a molding method in which a shape of a desired forged product is obtained by pushing into an internal empty space of a die. Therefore, in closed forging, when the punch is inserted into the die, the area inside the die in which the forged material is accommodated is formed by the punch and the forging process is performed. According to the closed forging, no flash is generated on the outer surface of the forging. Instead of having a shape of the product, the feature of the closed forging that does not generate a flash can be said to be a difference compared to open forging.

오픈단조는 하형 내부가 아닌 하형 상부에 피단조소재를 올려놓고 상형과 하형을 합형시킴으로써 목적하는 단조품 형상을 획득하는 방식이다. 즉, 밀폐단조와 같이 하형 내부로 상형이 삽입되어 밀폐 공간을 형성하지 않고, 상형은 피단조소재가 배치된 하형의 근접 거리까지 하강한 후 단조품 형상을 찍어내고 다시 상승하기 때문에 하형과 상형의 접촉이 발생하지 않고 피단조소재가 노출(오픈)된 상태로 단조 공정이 진행됩니다. 따라서, 다이(die) 내부로 펀치(punch)가 삽입되어 다이의 내부 빈공간으로 피단조소재를 밀어내며 상기 빈공간을 채움으로써 목적하는 형상을 생성하는 밀폐단조와 달리, 오픈 단조의 경우는 상형과 하형이 합형시 피단조소재의 일정량을 상형과 하형 사이 틈새로 밀어내 유출시킴으로써 단조품 외면에 플래쉬를 발생시키게 되는 차이점이 있다.
Open forging is a method of obtaining the desired forged shape by placing the forged material on the upper part of the lower mold rather than the lower mold and combining the upper mold and the lower mold. In other words, the upper mold is inserted into the lower mold like a closed forging to form a closed space, and the upper mold is lowered to the close distance of the lower mold on which the forged material is placed, and then the forging is stamped and then rises again. The forging process proceeds without the occurrence of the forged material being exposed (opened). Therefore, in the case of open forging, unlike a closed forging in which a punch is inserted into the die to push the forged material into the inner empty space of the die and fill the empty space to produce a desired shape. There is a difference in that the over and under mold pushes a certain amount of the forged material into the gap between the upper mold and the lower mold to generate a flash on the outer surface of the forged product.

도 5는 본 발명의 예비 성형체 형상을 보다 상세하게 나타낸 것이다. 예비 성형체는 원소재의 치수와 동일한 직경인 제1 직경을 갖는 제1 원통부(51)와 해머단조 또는 기계가공 공정을 통해서 제1 원통부(51)보다 직경을 줄여 줌으로써 얻어낸 제2 직경을 갖는 제2 원통부(52) 및 제2 원통부와 제1 원통부 사이의 경사부(56)로 구성되어 있다. 5 shows the shape of the preform of the present invention in more detail. The preform has a first cylindrical portion 51 having a first diameter having a diameter equal to that of the raw material, and a second diameter obtained by reducing the diameter of the first cylindrical portion 51 through a hammer forging or machining process. It consists of the 2nd cylindrical part 52 and the inclination part 56 between a 2nd cylindrical part and a 1st cylindrical part.

본 발명의 예비 성형체의 축 방향 전체 길이는 블로커 공정 단계에 의해 생성되는 예비 성형 단조품의 축 방향 전체 길이 보다 짧은 길이를 갖도록 성형하되, 1mm 이상 15mm 이하 범위의 길이 차이를 갖는 형상으로 성형하여 준다. 이는, 예비 성형체의 길이가 예비 성형 단조품 보다 길게 되면 불필요한 소재 낭비와 단조하중 증가 문제를 야기하고, 길이 차이가 15mm를 초과하는 짧은 길이로 예비 성형체를 형성하게 되면 성형불량을 야기하기 때문이다.The total length of the axial direction of the preform of the present invention is molded to have a length shorter than the total length of the axial direction of the preformed forging produced by the blocker process step, but is molded into a shape having a length difference of 1 mm or more and 15 mm or less. This is because, if the length of the preform is longer than the preform forging, waste of unnecessary material and forging load increase, and if the preform is formed with a short length of more than 15 mm in length, mold failure occurs.

또한, 본 발명의 예비 성형체는 제1 원통부의 제1 직경과 제2 원통부의 제2 직경이 8mm 이상 15mm 이하 범위의 직경 차이를 갖는 형상으로 성형하며, 이때 제2 원통부의 길이(55)는 제2 원통부(55)의 제2 직경에 따라 160 ~ 190mm 까지 조절하여 준다. 제1 원통부(51)와 제2 원통부(52) 사이의 각도(53)는 10°~ 30°로 적용하고 경사부(56)의 라운드는 R20 이상으로 하여 성형과정에서 단조품에 흔적이 남지 않도록 한다.In addition, the preform of the present invention is molded into a shape having a diameter difference between the first diameter of the first cylindrical portion and the second diameter of the second cylindrical portion in the range of 8 mm or more and 15 mm or less, wherein the length 55 of the second cylindrical part is 2 according to the second diameter of the cylindrical portion 55 is adjusted to 160 ~ 190mm. The angle 53 between the first cylindrical portion 51 and the second cylindrical portion 52 is applied at 10 ° to 30 °, and the rounded portion of the inclined portion 56 is R20 or more, so that no trace remains in the forged product during the molding process. Do not

경사부(56)의 각도를 10°보다 작게 하면 경사부(56)가 너무 길어지게 되고, 경사부의 각도를 30°초과로 형성하면 블로커 공정에서 제품이 성형될 때 제1 원통부(51)의 살(소재)이 제2 원통부(52)쪽으로 밀려나오면서 제2 원통부(52)와 경사부(56)가 연결되는 부위에 자국이나 겹침(folding)이 생길 수 있다.If the angle of the inclined portion 56 is less than 10 °, the inclined portion 56 becomes too long, and if the angle of the inclined portion is formed to be greater than 30 °, the first cylindrical portion 51 of the first cylindrical portion 51 is formed when the product is molded in the blocker process. As the flesh (material) is pushed toward the second cylindrical portion 52, marks or folding may occur at a portion where the second cylindrical portion 52 and the inclined portion 56 are connected.

제2 원통부(52)의 제2 직경은 제1 원통부의 제1 직경 보다 φ8 ~ 15mm 작게 적용한다고 하였는데, 이는 제1 원통부의 제1 직경이 φ60일 경우, 제2 원통부의 제2 직경은 φ45~φ52로 형성할 수 있다. 도 2의 최종 제조 상태의 선박엔진 연료펌프 플렌저는 플런저 축부(22)의 직경이 φ44이므로 예비 성형체의 제2 원통부의 제2 직경은 이보다는 커야하고, 또한 단조하중을 줄이고 성형성을 향상시키기 위해 φ52 이하의 제2 직경을 갖는 예비 성형체를 두는데, 이는 φ52 보다 크게 되면 단조하중이 커지게 되어 이에 대한 목적이 의미를 상쇄하기 때문이다. 마지막으로 경사부(56)의 라운드는 R20 보다 작게 하면 제1 원통부(51)의 살(소재)이 제2 원통부(52) 쪽으로 밀려나오면서 자국이나 겹침(folding)이 생길 수 있기 때문이다.
The second diameter of the second cylindrical portion 52 is said to apply φ8 to 15mm smaller than the first diameter of the first cylindrical portion, which means that when the first diameter of the first cylindrical portion is φ60, the second diameter of the second cylindrical portion is φ45 It can be formed at ~ φ52. Since the diameter of the plunger shaft portion 22 is φ44, the second diameter of the second cylindrical portion of the preform must be larger than that in the final production state of the ship engine fuel pump flanger of FIG. 2, and in order to reduce forging load and improve moldability. A preform having a second diameter of φ52 or less is provided, because when larger than φ52, the forging load becomes large, and the purpose thereof cancels out the meaning. Lastly, if the round of the inclined portion 56 is smaller than R20, the flesh (material) of the first cylindrical portion 51 may be pushed out toward the second cylindrical portion 52, whereby marks and folding may occur.

상기의 예비 성형체의 형상은 단조품의 성형성을 양호하게 하고 단조하중을 줄여줄 수 있는 형상으로 설계된 것이다. 도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 예비 성형체 유무에 따른 플런저 단조 공정에 대한 변형 형상을 나타낸 컴퓨터에 의한 3차원 시뮬레이션 예측 결과이며, 도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 예비 성형체 유무에 따른 플런저 단조 공정에서 예측되는 단조하중을 나타낸 그래프이다. 도 6에서 좌측의 도면은 예비 성형체를 사용하지 않고 절단된 원소재(4)를 그대로 초기소재(initial billet)로 적용하여 단조할 경우를 도시한 것으로서, 단조품의 날개부 형상(21)에 대한 충진이 완료되기 위해서는 블로커 공정에서 비이드형상을 대어 주거나 보다 많은 소재를 투입하여야 한다. 따라서 많은 양의 플래쉬(63, 64)가 발생하고 이로 인해 블로커 및 피니셔 공정에서 높은 하중(71, 72)을 필요로 하게 된다.The shape of the preform is designed in a shape that can improve the formability of the forged product and reduce the forging load. Figure 6 is an embodiment according to the present invention, a three-dimensional simulation prediction result by a computer showing the deformation shape for the plunger forging process with or without a preform, Figure 7 is an embodiment according to the present invention, the preform It is a graph showing the forging load predicted in the plunger forging process with and without. 6 shows a case in which the raw material 4 cut without using a preform is applied to the initial billet as it is, and is forged, and is filled in the wing shape 21 of the forged product. In order to complete this, bead shape in the blocker process or more material should be added. Therefore, a large amount of flashes 63 and 64 are generated, which requires high loads 71 and 72 in the blocker and finisher processes.

그러나 도 6의 우측에 도시된 도면에서와 같이 본 발명의 예비 성형체 형상을 적용한 경우는 제2 원통부의 길이를 제1 원통부의 길이보다 길게 하여 주었고, 또한 전체 길이가 블로커 공정의 예비 성형 단조품의 길이와 비슷하게(즉, 1~15mm 범위 내의 길이 차를 갖도록) 적용하였기 때문에 단조품의 날개부 형상(21)을 충진하는데 약간의 플래쉬(65, 66)만을 발생시키고도 최종제품의 형상을 얻을 수 있다. 따라서 예비 성형체를 적용하지 않은 경우에 비해 금형과 단조품과의 접촉 면적이 줄어들기 때문에 블로커 및 피니셔 공정에서의 단조하중(73, 74) 또한 현저히 줄일 수 있다.However, when the preform shape of the present invention is applied as shown in the drawing on the right side of FIG. 6, the length of the second cylindrical portion is made longer than the length of the first cylindrical portion, and the overall length is the length of the preformed forging of the blocker process. Similarly (ie, having a difference in length in the range of 1 to 15 mm), the shape of the final product can be obtained by generating a small amount of flashes 65 and 66 to fill the wing shape 21 of the forging. Therefore, the forging loads 73 and 74 in the blocker and finisher processes can also be significantly reduced because the contact area between the mold and the forging is reduced compared with the case where the preform is not applied.

상기와 같이 특수열간공구강(DH32, SKD7)을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저의 열간단조를 위해서는 원소재에 대한 정확한 열간단조 온도의 설정이 필요하며, 일반적으로 열간공구강으로 많이 사용되고 있는 SKD61(KS STD61) 소재 등에 대한 단조 온도 범위는 1000℃~1100℃로 알려져 있으나, 특수 열간공구강인 DH32 및 SKD7 소재에 대한 열간단조 가열온도에 대한 제어는 지금까지 수행되지 않고 있다.As described above, for the hot forging of the ship engine fuel pump plunger using the special hot oral cavity (DH32, SKD7), it is necessary to set the correct hot forging temperature for the raw materials, and SKD61 (KS STD61), which is generally used for hot oral cavity, is used. The forging temperature range for the material and the like is known as 1000 ° C ~ 1100 ° C, but the control of the hot forging heating temperature for the special hot-hole oral DH32 and SKD7 material has not been performed until now.

본 발명에서는 DH32 또는 SKD7 소재에 대한 열간단조온도의 제어를 위해 다양한 온도를 적용하여 고온압축시험을 수행하였다. 도 8은 DH32 또는 SKD7 소재로 형성된 직경과 높이의 비 1:1.5인 압축시험편(81)을 압축률 50%가 될 때까지 압축하였을 때 소재의 가열 온도에 따른 압축 시험편의 변형 형상과 표면의 상태를 나타낸 것이고, 도 9는 원소재와 압축시험을 수행한 후 공기중에서 서냉한 시험편의 시험 온도별 금속조직을 나타낸 것이며, 도 10은 시험 온도별 압축 하중을 나타낸 것이다.In the present invention, a high temperature compression test was performed by applying various temperatures to control the hot forging temperature for the DH32 or SKD7 material. 8 shows the deformation shape and surface state of the compression test piece according to the heating temperature of the material when the compression test piece 81 having a ratio of 1: 1.5 of diameter and height formed of the DH32 or SKD7 material was compressed until the compression ratio was 50%. 9 shows the metal structure according to the test temperature of the test piece cooled in the air after performing the raw material and the compression test, and FIG. 10 shows the compressive load for each test temperature.

도 8의 압축 시험편의 표면상태를 관찰하였을 때 900℃(82), 1000℃(83), 1100℃(84)의 가열온도에서 압축된 시험편의 표면에는 아무런 결함을 발견할 수 없으나, 1150℃(85) 및 1200℃(86)의 가열온도에서 압축된 시험편은 표면균열을 발견할 수 있다. 도 9의 시험편 조직 결과에서 900℃(92), 1000℃(93), 1100℃(94)에서의 시험편은 전체적으로 균질한 상태의 양호한 조직 형상을 나타내고 있으나, 1150℃(95) 및 1200℃(96) 온도에서의 압축시험편은 조직의 크기(grain size)가 20㎛ 이상의 매우 조대화되어 있고, 입자 사이에 기공과 탄화층을 확인할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 900℃의 압축하중(101)과 1000℃의 압축하중(102)의 경우는 변위가 늘어날수록 상당한 하중을 증가시켜야 함을 알 수 있는 반면, 1100℃에서는 변위가 증가하더라도 압축하중(103)의 증가량이 현저히 떨어짐을 알 수 있다.When the surface state of the compression test piece of FIG. 8 was observed, no defects could be found on the surface of the test piece compressed at a heating temperature of 900 ° C. (82), 1000 ° C. (83), and 1100 ° C. (84). 85) and specimens compressed at heating temperatures of 1200 ° C. (86) may find surface cracks. In the specimen structure results of FIG. 9, the specimens at 900 ° C. (92), 1000 ° C. (93), and 1100 ° C. (94) exhibited a good homogeneous overall structure. Compressive specimens at temperatures are very coarse in grain size of 20 µm or more, and can identify pores and carbonized layers between particles. As shown in FIG. 10, in the case of the compressive load 101 at 900 ° C. and the compressive load 102 at 1000 ° C., it can be seen that a considerable load must be increased as the displacement increases, while the displacement increases at 1100 ° C. FIG. It can be seen that the increase in the compression load 103 is significantly reduced.

따라서 본 발명에서는 DH32 및 SKD7 소재를 적용하여 선박엔진 연료펌프의 플런저를 열간단조함에 있어 소재의 가열 온도를 1080℃ ~ 1120℃의 범위가 될 수 있도록 가열함으로써 열간 단조 후에 양호한 조직을 얻을 수 있으면서, 비교적 낮은 하중으로도 단조할 수 있는 온도범위를 적용하였다. 즉, 1120℃ 를 초과하는 온도로 열간단조를 수행하면 제품에 크랙이 발생하고, 1080℃ 아래 온도에서 열간단조를 수행하면 단조 하중이 급격히 증가해서 실질적인 적용에 어려움이 있다. 즉, 1080℃ ~ 1120℃에서는 1600톤 프레스에서 단조할 수 있지만, 1080℃ 이하의 온도에서는 2500톤 이상의 프레스에서 단조가 가능하므로 실질적인 적용에 어려움이 있다.
Therefore, in the present invention, by applying the DH32 and SKD7 materials in the hot forging of the plunger of the ship engine fuel pump, by heating the heating temperature of the material to be in the range of 1080 ℃ ~ 1120 ℃, while obtaining a good structure after hot forging, A temperature range that can be forged with a relatively low load is applied. That is, if hot forging is performed at a temperature exceeding 1120 ° C., cracks are generated in the product. If hot forging is performed at a temperature below 1080 ° C., the forging load is rapidly increased, and thus practical application is difficult. That is, forging can be performed in a 1600 ton press at 1080 ° C. to 1120 ° C., but forging is possible in a press of 2500 tons or more at a temperature of 1080 ° C. or lower, and thus there is difficulty in practical application.

도 11은 이러한 온도 범위에서 열간단조하고, 공기중에서 송풍을 강제 냉각시킨 제품에서 채취한 시험편의 금속 조직(111)과 열간단조품의 QT열처리 후의 금속조직(112)을 나타낸 것이다. 열간단조품의 QT열처리는 진공 열처리로에서 이루어졌으며, 담금질(quenching)은 온도 650℃에서 60분간 가열하고 850℃에서 150분간 가열시킨 후 1020℃에서 120분간 가열한 후 냉각시키는 조건에서 수행하였고, 뜨임(tempering)은 630℃에서 180분간 가열한 후 서냉시켜 주었다. 이때 QT열처리 후의 경도 HRC 37~39를 유지하였으며, 열처리 후의 금속조직(112)은 제품 전체에 마르텐사이트(martensite)조직이 골고루 펼쳐져 있어, 매우 양호한 형태의 금속조직을 얻을 수 있었다.
Fig. 11 shows the metal structure 111 of the test piece taken from the product hot-forged at such a temperature range and forcedly cooled by air in the air, and the metal structure 112 after QT heat treatment of the hot forged product. The QT heat treatment of the hot forged product was performed in a vacuum heat treatment furnace, and quenching was performed at a temperature of 650 ° C. for 60 minutes, at 850 ° C. for 150 minutes, at 1020 ° C. for 120 minutes, and then cooled. Tempering was heated at 630 ° C. for 180 minutes and then slowly cooled. At this time, the hardness HRC 37 ~ 39 after the heat treatment was maintained, the metal structure 112 after the heat treatment is spread evenly martensite (martensite) structure throughout the product, it was possible to obtain a very good metal structure.

도 12는 본 발명의 예비 성형체를 적용하지 않은 경우 블로커 금형에 가해지는 응력 분포와 수치를 보여주는 응력해석 데이터이고, 도 13은 본 발명의 예비 성형체를 적용한 경우 블로커 금형에 가해지는 응력 분포와 수치를 보여주는 응력해석 데이터이다.12 is stress analysis data showing the stress distribution and the numerical value applied to the blocker mold when the preform of the present invention is not applied, and FIG. 13 shows the stress distribution and the numerical value applied to the blocker mold when the preform of the present invention is applied. Show stress analysis data.

본 발명에 따른 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법은 특수열간공구강을 열간단조 방법으로 성형함에 있어 필연적으로 수반되는 높은 단조하중을 최소화하고 금형에 집중되는 과도한 응력집중을 피할 수 있도록 예비 성형체 생성 공정을 삽입하고, 예비 성형체가 특정 형상을 갖도록 설계하였다.Marine engine fuel pump plunger manufacturing method using DH32 or SKD7 special hot hole oral cavity according to the present invention minimizes the high forging load inevitably in forming the special hot hole oral cavity by hot forging method and avoids excessive stress concentration concentrated in the mold The preform creation process was inserted so that the preform could have a specific shape.

도 12를 참조하면, 본 발명의 예비 성형체를 적용하지 않고, 원통 형상으로 절단된 환봉 소재를 바로 블로커 공정 실시할 경우(즉, 일반적인 열간단조 방식을 따를 경우) 블로커 금형에 최대 1230 MPa 정도의 응력이 집중됨을 알 수 있다. 이처럼 높은 수치의 응력이 수반될 경우 특수공구강을 열간단조로 성형하기 위해서는 상대적으로 용량이 매우 큰 단조프레스를 사용해야 하고, 높은 응력 하에서 단조 공정을 반복 실시할 경우 블로커 금형에 항복강도 이상의 과도한 응력이 집중되어 금형의 파손을 야기할 수 있다.Referring to FIG. 12, when the round bar material cut into a cylindrical shape is directly applied without applying the preform of the present invention, that is, when the blocker process is performed immediately (that is, following a general hot forging method), a maximum of 1230 MPa is applied to the blocker mold. It can be seen that this is concentrated. In the case of high stresses, special forgings should be used for hot forging. In case of repeating the forging process under high stress, excessive stress beyond yield strength is concentrated in the blocker mold. This can cause breakage of the mold.

그러나, 도 13을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 특정 형상(즉, 제1 원통부와 제2 원통부로 이루어지고, 상기 제1 원통부와 제2 원통부는 원형의 단면을 갖는 형상)으로 성형된 예비 성형체를 적용하여 블로커 공정을 실시할 경우, 블로커 금형에 작용하는 최대 응력은 997 MPa 수준으로서 도 12의 경우에 비하여 20% 정도 완화되었음을 알 수 있다. 상기와 같은 바, 본 발명은 특수열간공구강 소재로 이루어진 십자(†)형의 선박엔진 연료펌프 플런저를 열간단조 방식으로 제조하더라도 금형에 작용하는 단조하중과 응력집중을 대폭 감소시킬 수 있어 반복작업에 의한 금형 파손을 방지하며 양호한 성형성을 보장할 수 있고 상대적으로 용량이 작은 단조프레스에서 작업을 수행할 수 있는 매우 유용한 기술이다.
However, referring to FIG. 13, a specific shape according to a preferred embodiment of the present invention (ie, a first cylindrical part and a second cylindrical part, and the first cylindrical part and the second cylindrical part have a circular cross section). When the blocker process is performed by applying the molded preform, it can be seen that the maximum stress acting on the blocker mold is 997 MPa, which is 20% less than that of FIG. 12. As described above, the present invention can significantly reduce the forging load and stress concentration acting on the mold even if the cross (†) type ship engine fuel pump plunger made of a special hot-hole oral material in the hot forging method can be greatly reduced in the repeated operation It is a very useful technique that can prevent mold breakage and ensure good moldability and work in a relatively small forging press.

상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
Although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. Such modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.

1. 선박엔진 연료펌프의 플런저 11. 환봉 원소재
12. 플런저 황삭 가공품
2. 플런저 단조품 형상 21. 플런저 날개부
22. 플런저 축부 23. 플런저 머리부
31. 원소재 절단단계 32. 예비성형체 단계
33. 블로커 성형단계 34. 피니셔 성형단계
35. 트리밍 단계
4. 단조용 원소재 형상 5. 예비성형체 형상
51. 예비성형체 제1 원통부 52. 예비성형체 제2 원통부
56. 예비성형체 경사부 54. 예비성형체 전체길이
55. 예비성형체 제2 원통부 길이
61. 블로커 형상 62. 피니셔 형상
63. 블로커의 플래쉬 64. 피니셔의 플래쉬
65. 예비성형체 사용한 블로커의 플래쉬
66. 예비성형체 사용한 피니셔의 플래쉬
71. 블로커 공정 하중 72. 피니셔 공정 하중
73. 예비성형체를 사용한 블로커 공정 하중
74. 예비성형체를 사용한 피니셔 공정 하중
81. 원소재 시험편 82. 900℃ 압축시험편
83. 1000℃ 압축시험편 84. 1100℃ 압축시험편
85. 1150℃ 압축시험편 86. 1200℃ 압축시험편
91. 원소재 금속조직 92. 900℃ 압축시험 금속조직
93. 1000℃ 압축시험 금속조직 94. 1100℃ 압축시험 금속조직
95. 1150℃ 압축시험 금속조직 96. 1200℃ 압축시험 금속조직
101. 900℃ 압축시험 하중 102. 1000℃ 압축시험 하중
103. 1100℃ 압축시험 하중
111. 열간단조품 조직 112. 열간단조품 QT 조직
1. Plunger of ship engine fuel pump 11. Round bar raw material
12. Plunger Roughing Products
2. Shape of forged plunger 21. Plunger wing
22. Plunger Shaft 23. Plunger Head
31. Raw material cutting step 32. Preform step
33. Blocker forming step 34. Finisher forming step
35. Trimming step
4. Shape of forging raw material 5. Shape of preform
51. First cylindrical part of preform 52. Second cylindrical part of preform
56. Slope of preform 54. Overall length of preform
55. Preform second cylinder length
61. Blocker shape 62. Finisher shape
63. Blocker Flash 64. Finisher Flash
65. Flasher flasher with preform
66. Flash of finisher using preform
71. Blocker process load 72. Finisher process load
73. Blocker process load with preform
74. Finisher process load with preform
81. Raw material test piece 82. 900 ° C. compression test piece
83. 1000 ℃ Compression Test Piece 84. 1100 ℃ Compression Test Piece
85. 1150 ° C. Compression Test Piece 86. 1200 ° C. Compression Test Piece
91. Raw material metal structure 92. 900 ℃ compression test metal structure
93. 1000 ℃ compression test metal structure 94. 1100 ℃ compression test metal structure
95. 1150 ℃ compression test metal structure 96. 1200 ℃ compression test metal structure
101. 900 ℃ compression test load 102. 1000 ℃ compression test load
103. 1100 ℃ Compression Test Load
111. Organization of hot forged products 112. Organization of hot forged products QT

Claims (6)

특수열간공구강인 DH32 또는 SKD7을 이용하여 십자(†) 형상의 선박엔진 연료펌프 플런저를 제조하는 방법으로서,
DH32 또는 SKD7 소재를 원통 형상으로 절단하는 절단 단계;
상기 절단된 원통 형상의 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을, 제1 직경의 원통 형상으로 형성되는 제1 원통부; 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경의 원통 형상으로 형성되는 제2 원통부; 및 상기 제1 원통부와 상기 제2 원통부 사이에 10°~ 30°각도로 형성되는 경사부로 이루어진 예비 성형체로 성형하는 예비 성형체 생성 단계;
상기 예비 성형체의 축과 수직한 방향으로 형타하며 열간 오픈 단조 방식으로 예비 성형 단조품을 생성하는 블로커 공정 단계;
상기 예비 성형 단조품의 축과 수직한 방향으로 형타하며 열간 오픈 단조 방식으로 본 성형하는 피니셔 공정 단계;
플래쉬를 제거하여 선박엔진 연료펌프 플런저를 생산하는 트리밍 공정 단계를 포함하고,
상기 예비 성형체 생성 단계에서, 상기 제2 원통부의 길이는 상기 제1 원통부의 길이보다 길도록 성형하고 상기 예비 성형체는 상기 제1 원통부의 제1 직경과 상기 제2 원통부의 제2 직경이 8mm 이상 15mm 이하 범위의 직경 차이를 갖는 형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법.
As a method for manufacturing a cross (†) ship engine fuel pump plunger using a special hot hole orifice DH32 or SKD7,
A cutting step of cutting the DH32 or SKD7 material into a cylindrical shape;
A first cylindrical portion formed in the cut cylindrical DH32 or SKD7 special hot-hole oral cavity in a cylindrical shape having a first diameter; A second cylindrical portion formed in a cylindrical shape having a second diameter smaller than the first diameter; And a preform forming step of forming a preform formed of an inclined portion formed at an angle of 10 ° to 30 ° between the first cylindrical portion and the second cylindrical portion.
A blocker process step of forming a preformed forged product in a hot open forging manner and mold in a direction perpendicular to the axis of the preform;
A finisher process step of forming a mold in a direction perpendicular to an axis of the preformed forging and hot forming the forging;
A trimming process step of removing the flash to produce a marine engine fuel pump plunger,
In the preform forming step, the length of the second cylindrical portion is molded to be longer than the length of the first cylindrical portion, the preform is the first diameter of the first cylindrical portion and the second diameter of the second cylindrical portion is 8mm or more and 15mm. Method for producing a marine engine fuel pump plunger using the DH32 or SKD7 special hot-hole oral cavity characterized in that it is molded into a shape having a diameter difference in the following range.
제1 항에 있어서,
상기 예비 성형체의 축 방향 전체 길이는 상기 블로커 공정 단계에 의해 생성되는 예비 성형 단조품의 축 방향 전체 길이 보다 짧은 길이를 갖도록 성형하되, 1mm 이상 15mm 이하 범위의 길이 차이를 갖는 형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법.
The method according to claim 1,
The axial total length of the preform is molded to have a length shorter than the axial total length of the preformed forging produced by the blocker process step, but is formed into a shape having a length difference in the range of 1 mm or more and 15 mm or less. Method for producing a marine engine fuel pump plunger using DH32 or SKD7 special hot air hole.
제1 항에 있어서,
상기 예비 성형체는 해머 단조(hammer forging) 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법.
The method according to claim 1,
The preform is a marine engine fuel pump plunger manufacturing method using a DH32 or SKD7 special hot-hole oral cavity, characterized in that formed by a hammer forging process.
제1 항에 있어서,
상기 예비 성형체는 기계 가공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법.
The method according to claim 1,
The preform is a marine engine fuel pump plunger manufacturing method using the DH32 or SKD7 special hot-hole oral cavity, characterized in that formed by machining.
제1 항에 있어서,
상기 블로커 공정 단계 및 상기 피니셔 공정 단계는 1080℃ ~ 1120℃ 에서 열간 단조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법.
The method according to claim 1,
The blocker process step and the finisher process step is a marine engine fuel pump plunger manufacturing method using DH32 or SKD7 special hot-hole oral cavity characterized in that the hot forging at 1080 ℃ ~ 1120 ℃.
제1 항에 있어서,
상기 경사부의 라운드는 R20 이상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 DH32 또는 SKD7 특수열간공구강을 이용한 선박엔진 연료펌프 플런저 제조 방법.
The method according to claim 1,
The round of the inclined portion is a marine engine fuel pump plunger manufacturing method using the DH32 or SKD7 special hot-hole oral, characterized in that the molded in R20 or more.
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