KR20120048287A - Beryllium-cooper alloy plunger tip of die-casting machine and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 베릴륨동 합금 연속 주조 기술 및 열처리 공정 최적화를 통해 베릴륨동 합금으로 다이캐스팅용 플런저 팁을 제조할 수 있도록 함으로써, 높은 열전도도 및 열피로 특성을 확보하여 열부하 및 고온 부식에 의한 수명 단축을 방지하여 플런저 팁의 수명을 향상시킬 수 있는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a beryllium copper alloy plunger tip for die casting and a method of manufacturing the same, and more particularly, to enable the production of a plunger tip for die casting from a copper beryllium alloy through optimization of a beryllium copper alloy continuous casting process and a heat treatment process, thereby providing high thermal conductivity. The present invention relates to a beryllium copper alloy plunger tip for die casting and a method of manufacturing the same, which can improve the service life of the plunger tip by preventing the shortening of the life due to thermal load and high temperature corrosion by securing the thermal fatigue characteristics.
주조방법중의 하나인 다이캐스트는 용융된 금속(용탕)을 대기압 이상의 압력으로 소정 형상의 금형에 압입하고 응고 종료까지 가압하여 주조하는 것을 말한다. 다이캐스트는 치수의 정밀도 향상, 표면의 평활도 유지, 절삭가공의 절감 및 고속 대량생산이 가능하다는 이점이 있어 널리 사용되고 있다. 이러한 다이캐스트를 수행하는데 사용되는 장치가 다이캐스팅기이다.Die casting, which is one of the casting methods, refers to a process in which molten metal (molten metal) is pressed into a mold having a predetermined shape at a pressure higher than atmospheric pressure, and pressed by casting until the end of solidification. Die-casting is widely used for its advantages such as improved dimensional accuracy, surface smoothness, cutting, and high-speed mass production. The apparatus used to perform this diecast is a diecasting machine.
일반적으로 다이캐스팅용 플런저 팁(10)은 도 1에서 도시된 바와 같이, 플런저로드(30)와 결합되어 다이캐스팅기(1)에서 처음 용탕(M)과 접하여 용탕(M)이 고압ㅇ고속으로 성형될 수 있도록 가이드 역할을 담당하는 슬리브(20)를 통해 금형의 게이트로 밀어 넣는 부품이다.In general, as shown in FIG. 1, the
따라서 상기 다이캐스팅용 플런저 팁(10)은 용탕(M)과의 접촉 및 냉각이 반복되는 조건에 노출되어 있으므로 내열성, 내열피로성, 내충격성, 내마모성, 내용손성 및 고온내식성이 요구된다.Therefore, since the die
국내 비철소재의 다이캐스팅 생산은 일부 대형품이나 고급기술을 필요로 하는 제품 외에 대부분이 소규모 중소기업에서 이루어지고 있으며, 다이캐스팅용 플런저 팁으로 주철(FC-25)이나 금형강(SKD61)재를 주로 사용하고 있다.Die casting production of non-ferrous materials in Korea is mostly done in small and medium-sized businesses, in addition to some large products or products that require advanced technology, and mainly uses cast iron (FC-25) or mold steel (SKD61) as the plunger tip for die casting. have.
하지만, 상술한 바와 같은 다이캐스팅용 플런저 팁은 열피로, 용손 및 파손에 의한 수명저하가 크다는 단점이 있다. 최근에는 상기 플런저 팁의 수명을 늘리기 위해 표면에 용사 및 나노코팅을 적용하였으나 큰 효과가 없었다.However, the die-casting plunger tip as described above has a disadvantage in that the fatigue life is greatly reduced due to thermal fatigue and damage. Recently, spraying and nanocoating were applied to the surface in order to increase the service life of the plunger tip, but there was no significant effect.
다이캐스팅 공정에서 가장 중요한 비중을 차지하는 금형, 슬리브 및 플런저 팁은 열간균열 및 솔더링의 문제가 제품의 품질 및 수명에 큰 영향을 미치며, 특히 플런저 팁은 슬리브와의 마찰에 따른 내마모성과 윤활성이 요구된다.Molds, sleeves and plunger tips, which make up the most important part of the die casting process, have problems with hot cracking and soldering, which greatly affect the quality and life of the product. In particular, the plunger tips require wear resistance and lubricity due to friction with the sleeve.
이에 반해, 국내에서 생산되는 주물재 및 금형강재 플런저 팁은 상술한 바와 같은 요구조건을 만족하지 못하여 수명이 매우 짧다는 단점이 있다.On the contrary, casting and mold steel plunger tips produced in Korea do not satisfy the requirements as described above, and have a short lifespan.
베릴륨동(Be-Cu) 합금 플런저 팁은 우수한 내마모성, 내열피로성, 내열 충격성을 갖고 있지만, 고강도 베릴륨동 합금의 연속주조방법에 의한 제조기술이 부족하여 전량 고가에 수입되고 있다.Beryllium copper (Be-Cu) alloy plunger tips have excellent abrasion resistance, thermal fatigue resistance and thermal shock resistance, but are imported at a high price due to the lack of manufacturing technology by the continuous casting method of high strength beryllium copper alloy.
따라서 대부분의 다이캐스팅 중소기업에서는 짧은 교체주기에도 불구하고 저가의 주철 또는 금형강재 플런저 팁이 사용되고 있으며, 규모가 큰 기업 또는 고급제품 생산에만 베릴륨동 합금 플런저 팁이 제한적으로 사용되고 있는 실정이다.
Therefore, in most die-casting SMEs, inexpensive cast iron or mold steel plunger tips are used in spite of short replacement cycles, and beryllium copper alloy plunger tips are used only in large enterprises or high-end products.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 베릴륨동 합금 연속 주조 기술 및 열처리 공정 최적화를 통해 베릴륨동 합금으로 다이캐스팅용 플런저 팁을 제조할 수 있도록 함으로써, 높은 열전도도 및 열피로 특성을 확보하여 열부하 및 고온 부식에 의한 수명 단축을 방지하여 플런저 팁의 수명을 향상시킬 수 있는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems described above, the object of the present invention is to be able to produce a plunger tip for die casting from a beryllium copper alloy through a beryllium copper alloy continuous casting technology and heat treatment process optimization, high thermal conductivity The present invention provides a beryllium copper alloy plunger tip for die casting and a method of manufacturing the same, which may improve the service life of the plunger tip by preventing the shortening of the life due to thermal load and high temperature corrosion by securing the thermal fatigue characteristics.
또한, 본 발명의 목적은 Φ100이상의 외경 및 400HV이상의 경도를 가지는 고강도 베릴륨동 합금 선재를 생산함으로써, 사용수명을 향상시킬 수 있는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a beryllium copper alloy plunger tip for die casting and a method of manufacturing the same, which can improve the service life by producing a high strength beryllium copper alloy wire having an outer diameter of
또한, 본 발명의 목적은 다이캐스팅 기기에서 용탕의 가이드 역할을 하는 슬리브와의 잦은 마찰에도 내마모성과 윤활성을 갖춰 교체시기를 늦출 수 있는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
It is also an object of the present invention to provide a beryllium copper alloy plunger tip for die casting and a method of manufacturing the same, which has abrasion resistance and lubricity even after frequent friction with a sleeve serving as a guide of the molten metal in a die casting machine, thereby delaying the replacement time.
본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법은 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법에 있어서, 히터부(1200)에 의해 가열된 용해로(1100) 내부의 용탕(M)이 통과되어 베릴륨동 합금 선재(B)를 연속으로 주조하는 연속 주조 단계(S10); 주조된 상기 베릴륨동 합금 선재(B)를 일정 길이로 절단하고, 표면을 타격하며 단조프레스(2000)에서 단조하는 단조 단계(S20); 절단 및 절삭 과정을 거쳐 상기 베릴륨동 합금 선재(B)를 상기 플런저 팁(100) 형태로 가공하는 가공 단계(S30); 가공된 상기 플런저 팁(100)을 시효경화 열처리를 하는 열처리 단계(S40): 열처리 된 상기 플런저 팁(100)의 표면을 연마하는 연마 단계(S50); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the manufacturing method of the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention, in the manufacturing method of the beryllium copper alloy plunger tip for die casting, the molten metal (M) inside the
또한, 상기 단조 단계(S20)에서는 일정 길이로 절단된 베릴륨동 합금 선재(B)를 820~870℃로 가열하여 표면을 타격하는 단조 작업이 수행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the forging step (S20) is characterized in that the forging operation to hit the surface by heating the beryllium copper alloy wire (B) cut to a predetermined length to 820 ~ 870 ℃.
또한, 상기 연속 주조 단계(S10)는 상기 용해로(1100)에 형성된 가스주입부(1310,1320,1330,1340)로 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 가스를 공급하여 용탕(M)의 탈산 및 불순물을 제거함으로써 산소를 일정량 이하로 제어하는 용탕(M) 정제 단계(S11); 정제된 용탕(M)에 활성금속을 첨가하는 활성금속 첨가 단계(S12); 및 활성금속이 첨가된 용탕(M)을 일정 사이클로 취출 속도를 조절하여 베릴륨동 합금 선재(B)를 주조하는 취출 단계(S13); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the continuous casting step (S10) is deoxidation of the molten metal (M) by supplying argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) gas to the gas injection unit (1310, 1320, 1330, 1340) formed in the
또한, 상기 연속 주조 단계(S10)에서 주조된 베릴륨동 합금 선재(B)는 직경이 Φ100~110인 것을 특징으로 한다.In addition, the beryllium copper alloy wire (B) cast in the continuous casting step (S10) is characterized in that the diameter is Φ100 ~ 110.
또한, 상기 열처리 단계(S40)는 가공된 상기 플런저 팁(100)을 300~350℃로 가열하여 0.5~5시간 시효경화 열처리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat treatment step (S40) is characterized in that the age-hardened heat treatment 0.5 to 5 hours by heating the processed
또한, 상기 가공 단계(S30)는 원통형의 상기 베릴륨동 합금 선재(B) 내부를 절삭하여 일측면이 개방되고 내부가 중공되는 중공부(120)가 형성되는 중공 성형 단계(S31); 상기 중공부(120)의 개방된 측 내주면에 암나사산(110)이 가공되는 나사산 가공 단계(S32);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the processing step (S30) is a hollow molding step (S31) is formed by cutting the inside of the beryllium copper alloy wire (B) of the cylindrical shape is a
또한, 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁은 상기 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention is characterized by being manufactured by the method for producing the beryllium copper alloy plunger tip for die casting.
본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법은 베릴륨동 합금 연속 주조 기술 및 열처리 공정 최적화를 통해 베릴륨동 합금으로 다이캐스팅용 플런저 팁을 제조할 수 있도록 함으로써, 높은 열전도도 및 열피로 특성을 확보하여 열부하 및 고온 부식에 의한 수명 단축을 방지하여 플런저 팁의 수명을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.The beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention and a method of manufacturing the same are capable of producing a die casting plunger tip from a beryllium copper alloy through a beryllium copper alloy continuous casting technique and heat treatment process optimization, thereby improving high thermal conductivity and thermal fatigue characteristics. It has the advantage that the life of the plunger tip can be improved by preventing the shortening of the life due to thermal load and high temperature corrosion.
또한, 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 제조 방법은 Φ100이상의 외경 및 400HV이상의 경도를 가지는 고강도 베릴륨동 합금 선재를 생산할 수 있도록 함으로써, 플런저 팁의 사용수명을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the method of manufacturing the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention has the advantage of being able to produce a high strength beryllium copper alloy wire having an outer diameter of
또한, 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁은 다이캐스팅 기기에서 용탕의 가이드 역할을 하는 슬리브와의 잦은 마찰에도 내마모성과 윤활성을 갖춰 교체시기를 늦출 수 있다는 장점이 있다.In addition, the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention has the advantage that the replacement time can be delayed due to wear resistance and lubricity even with frequent friction with the sleeve serving as a guide of the melt in the die casting machine.
또한, 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법은 수입에만 의존했던 베릴륨동 합금 플런저 팁의 국산화를 이룸으로써, 수입대체에 따른 원가절감과 국내 다이캐스팅 제조업체들의 생산성 향상 및 경쟁력 증대에 기여할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention and a method of manufacturing the same may be achieved by localizing the beryllium copper alloy plunger tip, which has been dependent only on imports, thereby contributing to cost reduction and improved productivity and competitiveness of domestic die casting manufacturers. There is an advantage that it can.
또, 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법은 알루미늄 및 마그네슘과 같은 비철합금의 압출 및 단조용 금형 제작에도 적용이 가능하고, 금형의 손상 및 반응문제로 산업화가 어려웠던 반용융 압출, 단조 및 단면 압출용 부품에도 적용 가능하다는 장점이 있다.
In addition, the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention and its manufacturing method can be applied to the production of dies for extrusion and forging of nonferrous alloys such as aluminum and magnesium, and the semi-melt extrusion, which has been difficult to industrialize due to mold damage and reaction problems. The advantage is that it can be applied to forging and cross-section extrusion parts.
도 1은 일반적인 다이캐스팅기를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법을 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 수평 연속 주조 장치를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 연속 주조 방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁을 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 다른 단조프레스 금형 및 베릴륨동 합금 선재를 나타낸 분해사시도.1 is a cross-sectional view showing a typical die casting machine.
Figure 2 is a flow chart showing a method for producing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a horizontal continuous casting apparatus according to the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing a continuous casting method according to the present invention.
5 is a perspective view showing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting according to the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting according to the present invention.
Figure 7 is an exploded perspective view showing a forging press die and beryllium copper alloy wire according to the present invention.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention having the characteristics as described above and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 다이캐스팅기를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법을 나타낸 순서도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수평 연속 주조 장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 연속 주조 방법을 나타낸 순서도이며, 도 5는 본 발명에 따른 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁을 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명에 다른 단조프레스 금형 및 베릴륨동 합금 선재를 나타낸 분해사시도이다.
Figure 1 is a cross-sectional view showing a typical die casting machine, Figure 2 is a flow chart showing a method for producing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing a horizontal continuous casting apparatus according to the present invention, Figure 4 5 is a flow chart showing a continuous casting method according to the present invention, Figure 5 is a perspective view showing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting according to the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view showing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting according to the present invention. 7 is an exploded perspective view showing a forging press die and a beryllium copper alloy wire according to the present invention.
본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법은 연속 주조 단계(S10), 단조 단계(S20), 가공 단계(S30), 열처리 단계(S40) 및 연마 단계(S50)를 포함한다.The method of manufacturing the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention includes a continuous casting step (S10), a forging step (S20), a processing step (S30), a heat treatment step (S40), and a polishing step (S50).
먼저, 상기 연속 주조 단계(S10)는 히터부(1200)에 의해 가열된 용해로(1100) 내부의 용탕(M)이 통과되어 베릴륨동 합금 선재(B)를 연속으로 주조하는 단계이다. 상기 연속 주조 단계(S10)에서 주조된 베릴륨동 합금 선재(B)는 직경이 Φ100~110일 수 있다.First, the continuous casting step S10 is a step of continuously casting the beryllium copper alloy wire B by passing the molten metal M inside the
도 3 내지 4에서 도시된 바와 같이, 상기 연속 주조 단계(S10)에서 이용되는 주조 장치는 대량 및 연속 주조가 용이한 수평 연속 주조 장치(1000)인 것이 바람직하며, 상기 연속 주조 단계(S10)는 용탕(M) 정제 단계(S11), 활성 금속 첨가 단계 및 취출 단계(S13)를 포함한다.As shown in Figures 3 to 4, the casting device used in the continuous casting step (S10) is preferably a horizontal continuous casting device 1000 is easy to mass and continuous casting, the continuous casting step (S10) Molten metal (M) purification step (S11), active metal addition step and take-out step (S13).
먼저, 주조 장치(1000)를 설명하면, 용해로(1100)와, 상기 용해로(1100) 내부의 용탕(M)을 가열하는 히터부(1200)와, 냉각수에 의해 용탕(M)의 이동 통로를 냉각하여 용탕(M)을 냉각 및 응고시키는 냉각수단(1400)과, 온도가 저하된 용탕(M)과 용탕(M)의 응고물(Shell)이 유입되어 주편이 제공되는 몰드(1500)와, 상기 몰드(1500)로부터 토출되는 주편을 취출하는 이송부(1600)를 포함하여 형성되는 것이 바람직하다. First, the casting apparatus 1000 will be described. The moving path of the molten metal M is cooled by the
상기 용탕(M) 정제 단계(S11)는 상기 용해로(1100) 내부에 상기 가스주입부(1310,1320,1330,1340)를 통해 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)를 공급하여 용탕(M)의 탈산 및 불순물을 제거함으로써 산소를 일정량 이하로 제어하는 단계이다. The molten metal (M) purification step (S11) is supplied to the molten metal (M) by supplying argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) through the gas injection unit (1310, 1320, 1330, 1340) inside the melting furnace (1100). It is a step of controlling the oxygen to a predetermined amount or less by removing the deoxidation and impurities.
이 때, 산소의 농도는 10 ppm 이하로 제어되는 것이 바람직하다. At this time, the concentration of oxygen is preferably controlled to 10 ppm or less.
상기 활성금속 첨가 단계(S12)는 상기 용탕(M) 정제 단계(S11)를 통해 정제된 용탕(M)에 활성금속을 첨가하는 단계이다. The active metal addition step (S12) is a step of adding the active metal to the molten metal (M) purified through the molten metal (M) purification step (S11).
이를 통해 본 발명의 베릴륨동 합금 플런저 팁 제조 방법은 이후의 활성금속 첨가 단계(S12) 시, 활성 금속이 대기 중의 산소와 산화반응을 일으키지 않고 첨가되는 원소에 따라 원하는 특성을 발휘할 수 있는 장점이 있다. In this way, the beryllium copper alloy plunger tip manufacturing method of the present invention has the advantage that the active metal can exhibit the desired characteristics according to the element added without causing the oxidation reaction with the oxygen in the air at the time of the active metal addition step (S12). .
상기 활성금속은 알루미늄(Al), 철(Fe), 규소(Si), 및 니켈(Ni)에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. The active metal may be any one or more selected from aluminum (Al), iron (Fe), silicon (Si), and nickel (Ni).
상기 취출 단계(S13)는 상기 이송부(1600)의 작동을 통해 주편을 취출하는 단계로서, 상기 이송부(1600)의 취출 속도 및 전진-후퇴 방향은 일정 사이클을 갖도록 하는 것이 바람직하다. The take-out step S13 is a step of taking out the cast through the operation of the
그 일예로서, 상기 일정 사이클은 전진/정지의 2단계가 반복되거나, 전진/정지/후진 또는 후진/정지/전진의 3단계 사이클일 수 있다. For example, the constant cycle may be two steps of forward / stop or a three-step cycle of forward / stop / reverse or backward / stop / forward.
상기 단조 단계(S20)는 주조된 상기 베릴륨동 합금 선재(B)를 일정 길이로 절단하고, 표면을 타격하며 단조프레스(2000)에서 단조하는 단계이다.The forging step (S20) is a step of cutting the cast beryllium copper alloy wire (B) to a predetermined length, hitting the surface and forging in the forging press (2000).
이 때, 상기 베릴륨동 합금 선재(B)는 1m정도의 길이로 절단되는 것이 바람직하다. 절단된 상기 베릴륨동 합금 선재(B)는 도 7에서 도시된 바와 같은 단조프레스(2000)에서 단조 되는데, 이때의 온도는 820~870℃ 사이가 적당하며, 850℃정도인 것이 바람직하다.At this time, the beryllium copper alloy wire (B) is preferably cut to a length of about 1m. The cut beryllium copper alloy wire (B) is forged in the forging press (2000) as shown in Figure 7, the temperature is suitable between 820 ~ 870 ℃, preferably about 850 ℃.
뜨겁게 달궈진 상기 베릴륨동 합금 선재(B)는 상기 단조프레스(2000)에서 표면이 타격되며 단조 단계(S20)를 거치게 된다.The beryllium copper alloy wire (B) hotly heated is hit by the surface in the forging press (2000) and subjected to the forging step (S20).
상기 단조 단계(S20)를 통해 상기 베릴륨동 합금 선재(B)의 직경은 Φ110에서 Φ100으로 줄어들면서 조직이 더욱 치밀해져 경도가 증가될 수 있다.Through the forging step (S20), the diameter of the beryllium copper alloy wire (B) is reduced from Φ110 to Φ100, the structure is more dense, the hardness can be increased.
상기 단조 단계(S20)를 마친 상기 베릴륨동 합금 선재(B)는 절단 및 절삭 과정을 거쳐 플런저 팁(100) 형태로 가공되는 가공 단계(S30)를 거치게 된다.After completing the forging step (S20), the beryllium copper alloy wire (B) is subjected to a machining step (S30) is processed in the form of a
상기 가공 단계(S30)는 중공 성형 단계(S31) 및 나사산 가공 단계(S32)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The processing step (S30) is characterized in that it comprises a blow molding step (S31) and a thread processing step (S32).
상기 중공 성형 단계(S31)는 다이캐스팅기에 사용되는 플런저 팁(100)의 모재가 되는 상기 베릴륨동 합금 선재(B)를 가공하여 플런저 팁(100)의 형상으로 가공하는 단계이다. 즉, 보링 가공 등을 통해 원통형의 상기 베릴륨동 합금 선재(B) 내부를 절삭하여 일측면이 개방되고 내부가 중공되는 중공부(120)가 형성되는 중공부(120)를 형성한다. 이에 따라, 플런저 팁(100)의 단면은 고리형으로 형성된다.The blow molding step S31 is a step of processing the beryllium copper alloy wire B, which is a base material of the
상기 나사산 가공 단계는 상기 중공부(120)의 개방된 측 내주면에 암나사산(110)이 가공되는 단계이다.The thread processing step is a step in which the
도 #에서 도시된 바와 같이, 플런저 로드(200)의 외주면에는 수나사산(미도시)이 가공되어 있어, 상기 중공부(120)의 암나사산(110)과 플런저 로드(200)의 수나사산(미도시)은 상호 나사 결합된다.As shown in FIG. #, A male thread (not shown) is processed on the outer circumferential surface of the plunger rod 200, so that the
한편, 나사결합을 용이하게 하기 위하여, 상기 암나사산(110)이 형성되는 상기 플런저 팁(100)의 외주는 사각형 또는 육각형으로 이루어질 수 있는데, 도 5의 일실시 예와 같이 육각형으로 형성도록 하기 위해서는 상기 플런저 팁(100)의 외주면을 절삭하여 육각형 형태로 가공하고, 그 내주면에 암나사산(110)을 가공하면 된다.On the other hand, in order to facilitate screwing, the outer circumference of the
상술한 바와 같이, 단조 단계(S20) 및 가공 단계(S30)가 완료되면, 상기 플런저 팁(100)의 외주면에 경도를 향상시키기 위한 작업이 요구된다. 즉, 열처리 단계(S40)가 수행된다.As described above, when the forging step (S20) and the machining step (S30) is completed, the work for improving the hardness on the outer peripheral surface of the
상기 열처리 단계(S40)는 상기 플런저 팁(100)을 시효경화 열처리 하는 것으로, 가공된 플런저 팁(100)을 300~350℃로 가열하여 0.5~5시간동안 시효경화 열처리하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 플런저 팁(100)은 200~500℃로 가열하여 시효경화 열처리 할 수도 있다.The heat treatment step (S40) is an age hardening heat treatment of the
이 때, 상기 플런저 팁(100)의 열처리 단계(S40)는 짧은 시간에 고온 처리하여 시간을 단축할 수 있으나, 로의 조건에 따라 냉각속도, 경화속도 등을 고려하여 시범 테스트를 거친 후에 경화처리 하는 것이 바람직하다.At this time, the heat treatment step (S40) of the
상기 연마 단계(S50)는 열처리 된 플런저 팁(100)의 표면을 매끄럽게 연마 가공하여 마무리하는 단계이다.The polishing step (S50) is a step of smoothly polishing the surface of the heat treated
상술한 바와 같이, 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁은 상기 연속 주조 단계(S10), 단조 단계(S20), 가공 단계(S30), 열처리 단계(S40) 및 연마 단계(S50)를 포함하는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 제조 방법을 통해 제작된다.
As described above, the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention includes the continuous casting step (S10), forging step (S20), processing step (S30), heat treatment step (S40) and polishing step (S50). It is manufactured by a method of manufacturing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting.
이에 따라, 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 및 그 제조 방법은 베릴륨동 합금 연속 주조 기술 및 열처리 공정 최적화를 통해 베릴륨동 합금으로 다이캐스팅용 플런저 팁을 제조할 수 있도록 함으로써, 높은 열전도도 및 열피로 특성을 확보하여 열부하 및 고온 부식에 의한 수명 단축을 방지하여 플런저 팁의 수명을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the beryllium copper alloy plunger tip for die casting according to the present invention and a method of manufacturing the same may be manufactured using a beryllium copper alloy through a beryllium copper alloy continuous casting technique and heat treatment process optimization, thereby providing high thermal conductivity and heat. It has the advantage that it is possible to improve the life of the plunger tip by ensuring fatigue characteristics to prevent shortening of life due to heat load and high temperature corrosion.
또한, 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁 제조 방법은 Φ100이상의 외경 및 400HV이상의 경도를 가지는 고강도 베릴륨동 합금 선재를 생산할 수 있도록 함으로써, 플런저 팁의 사용수명을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the method of manufacturing the beryllium copper alloy plunger tip for die casting of the present invention has an advantage of improving the service life of the plunger tip by allowing the production of a high strength beryllium copper alloy wire having an outer diameter of Φ100 or more and a hardness of 400 HV or more.
또한, 본 발명의 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁은 다이캐스팅 기기에서 용탕(M)의 가이드 역할을 하는 슬리브와의 잦은 마찰에도 내마모성과 윤활성을 갖춰 교체시기를 늦출 수 있다는 장점이 있다.
In addition, the beryllium copper alloy plunger tip for die casting according to the present invention has the advantage of having abrasion resistance and lubricity even with frequent friction with a sleeve serving as a guide of the molten metal (M) in a die casting device, thereby delaying the replacement time.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the scope of application is of course various modifications can be made without departing from the gist of the present invention claimed in the claims.
S10 ~ S50 : 본 발명의 베릴륨동 합금 플런지 팁의 제조 방법의 각 단계
B : 베릴륨동 합금 선재
100 : 플런저 팁
110 : 암나사산 120 : 중공부
200 : 플런저 로드
1000 : 수평 연속 주조 장치
1100 : 용해로
1200 : 히터부
1310 ~ 1340 : 가스주입부
1400 : 냉각수단
1500 : 몰드
1600 : 이송부
M : 용탕
2000 : 단조프레스S10-S50: each step of the manufacturing method of the beryllium copper alloy plunge tip of this invention
B: Beryllium Copper Alloy Wire
100: Plunger Tip
110: female thread 120: hollow part
200: plunger rod
1000: horizontal continuous casting device
1100: melting furnace
1200: heater unit
1310 ~ 1340: Gas injection part
1400: cooling means
1500: Mold
1600: transfer unit
M: molten metal
2000: forging press
Claims (7)
히터부(1200)에 의해 가열된 용해로(1100) 내부의 용탕(M)이 통과되어 베릴륨동 합금 선재(B)를 연속으로 주조하는 연속 주조 단계(S10);
주조된 상기 베릴륨동 합금 선재(B)를 일정 길이로 절단하고, 표면을 타격하며 단조프레스(2000)에서 단조하는 단조 단계(S20);
절단 및 절삭 과정을 거쳐 상기 베릴륨동 합금 선재(B)를 상기 플런저 팁(100) 형태로 가공하는 가공 단계(S30);
가공된 상기 플런저 팁(100)을 시효경화 열처리를 하는 열처리 단계(S40):
열처리 된 상기 플런저 팁(100)의 표면을 연마하는 연마 단계(S50); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법.
In the manufacturing method of the beryllium copper alloy plunger tip for die casting,
Continuous casting step (S10) for continuously casting the beryllium copper alloy wire (B) by passing the molten metal (M) inside the melting furnace (1100) heated by the heater unit 1200;
Forging step (S20) for cutting the cast beryllium copper wire (B) to a predetermined length, hitting the surface and forging in the forging press (2000);
Processing step (S30) of processing the beryllium copper alloy wire (B) in the form of the plunger tip 100 through a cutting and cutting process;
Heat treatment step (S40) for age-hardening the processed plunger tip 100:
Polishing step (S50) for polishing the surface of the plunger tip 100, the heat treatment; Method of producing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting comprising a.
상기 단조 단계(S20)에서는
일정 길이로 절단된 베릴륨동 합금 선재(B)를 820~870℃로 가열하여 표면을 타격하는 단조 작업이 수행되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the forging step (S20)
Method for producing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting, characterized in that the forging operation of hitting the surface by heating the beryllium copper alloy wire (B) cut to a predetermined length to 820 ~ 870 ℃.
상기 연속 주조 단계(S10)는
상기 용해로(1100)에 형성된 가스주입부(1310,1320,1330,1340)로 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 가스를 공급하여 용탕(M)의 탈산 및 불순물을 제거함으로써 산소를 일정량 이하로 제어하는 용탕(M) 정제 단계(S11);
정제된 용탕(M)에 활성금속을 첨가하는 활성금속 첨가 단계(S12); 및
활성금속이 첨가된 용탕(M)을 일정 사이클로 취출 속도를 조절하여 베릴륨동 합금 선재(B)를 주조하는 취출 단계(S13); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 베릴륨동 합금 봉재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The continuous casting step (S10) is
Argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) gas is supplied to the gas injection units 1310, 1320, 1330, and 1340 formed in the melting furnace 1100 to remove deoxidation and impurities of the molten metal M to a predetermined amount or less. Melting (M) purification step of controlling (S11);
An active metal addition step (S12) of adding an active metal to the purified molten metal (M); And
Take-out step (S13) of casting a beryllium-copper alloy wire (B) by adjusting the take-out rate of the molten metal (M) to which the active metal is added at a predetermined cycle; Method of producing a beryllium copper alloy rod material comprising a.
상기 연속 주조 단계(S10)에서 주조된 베릴륨동 합금 선재(B)는
직경이 Φ100~110인 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법.
The method of claim 3, wherein
The beryllium copper alloy wire (B) cast in the continuous casting step (S10) is
Method for producing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting, characterized in that the diameter is Φ 100 ~ 110.
상기 열처리 단계(S40)는
가공된 상기 플런저 팁(100)을 300~350℃로 가열하여 0.5~5시간 시효경화 열처리하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법.
The method of claim 1,
The heat treatment step (S40) is
Method of producing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting, characterized in that the plunger tip 100 is heated to 300 ~ 350 ℃ aging hardening heat treatment for 0.5 to 5 hours.
상기 가공 단계(S30)는
원통형의 상기 베릴륨동 합금 선재(B) 내부를 절삭하여 일측면이 개방되고 내부가 중공되는 중공부(120)가 형성되는 중공 성형 단계(S31);
상기 중공부(120)의 개방된 측 내주면에 암나사산(110)이 가공되는 나사산 가공 단계(S32);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법.
The method of claim 1,
The processing step (S30) is
A hollow molding step (S31) in which a hollow portion 120 having one side open and a hollow is formed by cutting the cylindrical beryllium copper alloy wire B inside;
A method for manufacturing a beryllium copper alloy plunger tip for die casting, comprising: a thread processing step (S32) in which a female thread (110) is processed on an open inner circumferential surface of the hollow part (120).
상기 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁의 제조 방법에 의해 제조된 다이캐스팅용 베릴륨동 합금 플런저 팁.The method according to any one of claims 1 to 6,
A beryllium copper alloy plunger tip for die casting manufactured by the method of manufacturing the beryllium copper alloy plunger tip for die casting.
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