KR20150069470A - Cvd surface processed tools - Google Patents
Cvd surface processed tools Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150069470A KR20150069470A KR1020130155917A KR20130155917A KR20150069470A KR 20150069470 A KR20150069470 A KR 20150069470A KR 1020130155917 A KR1020130155917 A KR 1020130155917A KR 20130155917 A KR20130155917 A KR 20130155917A KR 20150069470 A KR20150069470 A KR 20150069470A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nitride
- titanium
- carbide
- aluminum
- cvd
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
- B21C25/02—Dies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
- C23C16/0245—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching by etching with a plasma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
- C23C16/0281—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating of metallic sub-layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 CVD 표면처리방법을 이용하여 가공된 압출공구에 관한 것이다. The present invention relates to an extrusion tool that has been processed using a CVD surface treatment method.
본 발명은 CVD 표면처리방법을 이용하여 가공된 압출공구에 관한 것이다. 압출이란 금속에 대한 소성 가공법의 일종으로 금속덩어리를 컨테이너에 넣고 압력을 가하여 다이스에서 압출성형하는 것을 말하는데 현재 많은 제품들이 압출성형으로 제작되고 있다.The present invention relates to an extrusion tool that has been processed using a CVD surface treatment method. Extrusion is a kind of plastic working method for metal, which means extrusion molding in a die by placing a metal ingot in a container and applying pressure to it. Many products are currently being manufactured by extrusion molding.
종래의 압출금형코어는 대개의 경우 일체구조로 구성됨에 따라 압출 성형할 해당 물품의 제품형상에 맞게 요홈 형성된 성형홀 중에서 일부구성이 파손될 경우 코어 금형 전체를 교체하여야 하는 문제점이 있어 압출금형코어를 상하의 두 부분으로 나누어 제작한뒤 상하 두부분을 볼트로 체결하여 조립하는 형태가 도입되었으나 편심이 발생하는 문제점이 있었으며 이를 해결하기 위해 테이퍼핀에 의한 결합으로 편심이 발생하지 않도록 하는 방법 또한 도입되었다.
Since the conventional extrusion mold core is generally constructed as a one-piece structure, if a part of the formed holes are damaged in accordance with the product shape of the product to be extruded, there is a problem that the whole core mold needs to be replaced, The two parts were assembled and assembled by fastening the upper and lower parts with bolts. However, there was a problem that the eccentricity occurred. To solve this problem, a method of preventing the eccentricity due to the connection by the taper pin was also introduced.
그러나 도1에 도시된 것과 같이 상부금형과 하부금형을 맞추어 억지끼워맞춤하고 압출시킬 때 압력 및 열팽창에 의해 만드렐과 다이가 팽창되어 조금씩 편심이 발생하게된다(유체의 압출방향은 위에서 아래쪽). 그런데 이러한 편심은 미세한 정밀도를 유지해야 하는 금형제품에 치명적인 오차를 가져올 수가 있다.However, as shown in FIG. 1, when the upper mold and the lower mold are brought into contact with each other and the upper and lower molds are forcedly fitted and extruded, the mandrel and the die are expanded due to the pressure and thermal expansion, and eccentricity occurs little by little (the direction of extrusion of the fluid is from top to bottom). However, such eccentricity can lead to a fatal error in a mold product which needs to maintain a fine precision.
또한, 종래의 금형 코어의 코어심은 그 외곽선및 내부선이 단순한 직선의 조합만으로 이루어져 있는데 이러한 코어심은 반용융상태인 압출재료의 유속이 일정하지 못하기 때문에 코어심 혹은 금형의 외벽에 하중을 가하기도 하고 각이 진 곳에서는 아예 데드존이 형성되어 이물질이 침착되는 경우가 생기기도 하며 최종생산제품의 품질 저하, 불량 발생의 원인과 결과를 가져오기도 하였다.
In addition, since the core shim of the conventional mold core has only a straight line combination of the outline and the inner line, the flow rate of the extruded material in the semi-molten state is not constant, so that the load applied to the outer wall of the core core or the mold In addition, dead zones are formed at the angled sites, which may result in the deposition of foreign matter, resulting in deterioration of the quality of final products and causes and results of defects.
또한, 도1의 압출에 사용하는 금형은 압출물의 유동및 압출시의 고온, 고압의 조건을 견뎌야 하면서도 상부금형과 하부금형에 해당하는 금형의 분리결합이 용이하여야 하는데 일반적인 금속으로는 이러한 효과를 얻기가 어려웠다.
In addition, the mold used in the extrusion of FIG. 1 must be able to withstand the conditions of high temperature and high pressure during the flow and extrusion of the extrudate, while it is easy to separate and fasten the molds corresponding to the upper mold and the lower mold. Was difficult.
대한민국 등록특허 제10-622632 '압출금형다이'는 고온가공시에 금형이 분리되는 걸 막기 위해 억지끼움 맞춤을 하고 있으나 다이를 이루는 금속에 대한 방법은 아니었다.
Korean Patent No. 10-622632 'Extrusion die for die' has a forced fit to prevent the die from being separated at the time of high-temperature processing, but it is not a method for metal forming die.
종래에는 금속의 내마모성을 유지하고 압출물에 의한 손상을 줄이기 위하여 여러 가지 코팅방법을 사용하였는데 이러한 코팅도 계속되는 압출물과의 마찰에 의하여 손상이 되는 경우가 많았다.
Conventionally, various coating methods have been used in order to maintain abrasion resistance of metals and to reduce the damage caused by extruded products. Such coatings are often damaged by friction with subsequent extrudates.
상기한 바와 같은 문제점을 극복하기 위하여 본 발명은 압출물과의 마찰에 의한 손상이 적으면서 압출물의 밀도가 높은 압출공구을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In order to overcome the problems described above, it is an object of the present invention to provide an extrusion tool having a high density of extruded products with less damage due to friction with extruded products.
본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 CVD 표면처리방법을 이용하여 가공된 압출공구를 제공하는데 상기 압출공구는 상부금형과 하부금형으로 이루어 지며 하부금형과 상부금형사이에는 압출물의 형상을 이루는 코어가 형성되는데, 상기 코어, 상부금형, 하부금형은 기상증착공정에 의해 미리 결정된 위치에 탄화물, 질화물, 산화물 및 이들의 혼합물및 탄화 티타늄, 질화 티타늄, 붕화 티타늄,바나듐 탄화물, 탄화 크로뮴, 산화 알루미늄, 질화 실리콘, 티타늄,산화알루미늄, 티타늄알루미늄 질화물, 알루미늄크롬 질화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질과, 이들물질의 질화물, 탄화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 코팅된것일 수 있다. In order to achieve the above object, the present invention provides an extrusion tool that is processed using a CVD surface treatment method, wherein the extrusion tool comprises an upper mold and a lower mold, The core, the upper mold, and the lower mold are formed by depositing a carbide, a nitride, an oxide and a mixture thereof, and a titanium carbide, a titanium nitride, a titanium boride, a vanadium carbide, a chromium carbide, an aluminum oxide , A material selected from the group consisting of silicon nitride, titanium, aluminum oxide, titanium aluminum nitride, and aluminum chromium nitride, and nitrides and carbides of these materials.
상기 코팅은 3단계에 걸쳐 이루어지는 것일 수 있다. The coating may be made in three steps.
제1 단계 코팅은 거칠게 형성되며 코팅전에 방전가공이 이루어지도록 하여 코팅이 금속표면에 보다 잘 증착되도록 하는 것일 수 있다. The first stage coating may be roughened and may allow discharge processing to occur prior to coating so that the coating is better deposited on the metal surface.
제2단계 코팅은 접착제를 포함하는 것일 수 있다. The second stage coating may be one comprising an adhesive.
제3단계 코팅은 C,H의 화합물인 기체를 포함시켜 증착이 이루어지도록 하여 코팅면에 C의 함량을 높이는 것일 수 있다. The third step coating may be to include a gas such as C, H to allow deposition to increase the content of C on the coated surface.
C,H로 이루어지는 기체는 C6H6일 수 있다. The gas consisting of C and H may be C 6 H 6 .
상기 압출공구는 다이와 만드렐을 결함하였을때 폭: 높이의 비가 1:1.1~1.2일 수 있다. The extrusion tool may have a width to height ratio of 1: 1.1 to 1.2 when the die and mandrel are defective.
상기 압출공구에서 압출물이 들어가는 위치에는 양쪽으로 턱부가 돌출되어 형성되어 있으며 턱부는 각각 삼각형에서 아랫변은 바깥쪽으로 돌출되어 둥글고 양변은 안쪽으로 함임되어 둥근 형태를 갖는 것일 수 있다. The jaw portion is protruded on both sides of the extrusion tool. The jaw portion may have a triangular shape with the lower side protruding outward and the lower side being rounded and the both sides inserted into the inside.
상기 턱부는 입구에서 바깥쪽으로 돌출되어 형성되는데 양쪽 턱부의 사이에는 입구에서는 거의 직선이다가 안쪽으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 경사가이드가 형성되는 것일 수 있다. The jaw portion may be formed by protruding outward from the inlet. A sloping guide may be formed between the jaw portions so as to be substantially straight at the entrance and thicker toward the inside.
또한, CVD 표면처리방법을 이용하여 가공된 압출공구를 가공하는 방법을 제공하는데 압출공구에 탄화물, 질화물, 산화물 및 이들의 혼합물및 탄화 티타늄, 질화 티타늄, 붕화 티타늄,바나듐 탄화물, 탄화 크로뮴, 산화 알루미늄, 질화 실리콘, 티타늄,산화알루미늄, 티타늄알루미늄 질화물, 알루미늄크롬 질화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질과, 이들물질의 질화물, 탄화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 기체형태로 제공하는 제1단계와 제1단계에서 제공된 물질을 섭씨 700도내지 섭씨 1000도 에서 CVD공정에 의하여 증착하는 제2단계를 포함하는데 The present invention also provides a method of processing an extruded tool that has been processed using a CVD surface treatment method, wherein the extrusion tool is provided with a carbide, a nitride, an oxide and a mixture thereof, and a mixture of titanium carbide, titanium nitride, titanium boride, vanadium carbide, , A material selected from the group consisting of a material selected from the group consisting of silicon nitride, titanium, aluminum oxide, titanium aluminum nitride, aluminum chromium nitride, and nitride and carbide of these materials in a gaseous form and in a first step And a second step of depositing the provided material by CVD process at 700 degrees Celsius and 1000 degrees Celsius
상기 제2단계는 3단계의 증착공정으로 이루어지는 것일 수 있다. The second step may be a three-step deposition process.
상기 제2단계의 제1증착공정은 금속표면을 방전가공하여 매끄럽게 가공하는 단계 이후에 시행되는 것일 수 있다. The first deposition process of the second step may be performed after the step of machining the metal surface by electric discharge machining.
상기 제2단계의 제2증착공정은 접착물질을 포함하는 것일 수 있다. The second deposition process of the second step may include an adhesive material.
상기 제2단계의 제3증착공정은 C,H로 이루어지는 기체화합물을 제공하는 단계를 더 포함하여 함께 증착하는 것일 수 있다.
The third deposition process of the second step may further include a step of providing a gaseous compound consisting of C and H, followed by deposition.
본 발명은 우수한 밀착력을 가지면서도 압출물에 의한 손상이 적고 압출밀도가 높은 압출공구및 코팅방법을 제공하는 효과를 갖는다.
The present invention has the effect of providing an extrusion tool and a coating method which have excellent adhesion but are less damaged by extrusion and have a high extrusion density.
도1은 종래기술을 도시한 도면
도2내지도5는 본 발명에 따른 일실시예를 도시하는 도면1 is a view showing the prior art
2 to 5 are views showing an embodiment according to the present invention
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 압출물에 의한 손상을 줄이기 위하여 CVD 처리방법을 이용하여 압출공구의 표면을 처리한다. 본 발명은 공구의 가공에 있어서 열처리->연마->아크 가공으로 이루어진던 것을 아크가공을 고속가공기를 이용한 가공으로 대체하여 아크가공에 의해 발생하던 표면성질의 변화를 줄이도록 하였다. The present invention processes the surface of an extrusion tool using a CVD process to reduce damage by extrusion. In the present invention, in the machining of a tool, a machining process of a heat treatment-> a grinding-> arc machining process is replaced with a machining process using a high-speed machining machine, thereby reducing a change in the surface properties caused by arc machining.
그런데 고속가공기를 이용하여 동시가공을 함에 따라 표면 성질의 변화가 적게 일정한 가공을 할 수는 있지만 알루미늄을 사용하는 경우에(특히 알루미늄의 압출온도인 섭씨 450도에서) 고속가공을 하는 경우 누적공차가 발생하게 되었다. However, simultaneous machining with high speed machining can result in less consistent surface properties, but when using aluminum (especially at extrusion temperatures of 450 ° C, aluminum), the cumulative tolerance .
이러한 누적공차를 줄이기 위하여 증착방식을 이용한 증착공정을 추가 함으로써 이러한 단점을 해결할 수 있었다. 또한 증착공정이전에 방전가공을 함으로써 표면을 매끄럽고 부드럽게 가공하도록 하여 코팅액이 잘 스며들게 하여 접착력을 강화하도록 하였다. These disadvantages can be solved by adding a deposition process using a deposition method to reduce the cumulative tolerance. Also, before the deposition process, the surface is smoothly and softly processed by electric discharge machining, so that the coating liquid is well impregnated and the adhesion strength is enhanced.
또한, 증착공정에 있어서 1회의 증착이 아닌 여러번 증착을 하도록 하여 코팅의 강도를 올리도록 하였다.
Also, in the deposition process, the deposition was performed several times rather than one time, thereby increasing the strength of the coating.
본 발명에서 기상증착방식을 이용하여 완성된코팅은 티타늄, 알루미늄, 크롬와 탄소, 질소, 붕소와의 결합에 의하여 이루어진 코팅물질에 의해 이루어지는데 In the present invention, the coating completed by the vapor deposition method is made of a coating material formed by bonding titanium, aluminum, chromium and carbon, nitrogen, and boron
탄화 티타늄, 질화 티타늄, 붕소 티타늄, 탄화 바나듐, 탄화 크로뮴, 산화 알루미늄, 질화 실리콘, 티타늄알루미늄 질화물, 알루미늄크롬 질화물및 이 중에서 선택된 두개이상의 물질을 포함할 수도 있다.
Titanium nitride, titanium carbide, titanium nitride, boron titanium, vanadium carbide, chromium carbide, aluminum oxide, silicon nitride, titanium aluminum nitride, aluminum chromium nitride and two or more materials selected therefrom.
화학적 기상 증착(CVD) 공정의경우 고체 혹은 액체 상태의 원료를 기체상태로 반응챔버에 주입해야 하기 때문에 원료를 기체화 시킬 수 있는 장치가 부가적으로 필요하며 기화된 원료가 반응 챔버에서 반응하기 전까지 다시 응축되지 않도록 하는 장치도 부가적으로 필요하게 된다.
In the case of a chemical vapor deposition (CVD) process, a solid or liquid raw material must be injected into the reaction chamber in a gaseous state, so that an apparatus capable of gasifying the raw material is additionally required and before the vaporized raw material reacts in the reaction chamber An additional device is required to prevent condensation again.
본 발명에 의해 CVD 처리를 실시할 경우, 처리 대상이 되는 금속을 1차적으로 가공하여 탄화물, 질화물의 형태로 개스형태로 만들어 주입가스(TiCl4등)을 금속의 표면으로 이동시키는데 이때 질소 와 수소 가스 혹은 수소가스를 함께 주입시키며 가공될 금속을 섭씨 700도내지 1000도 정도로 가열시킨다. 이때 온도는 섭씨 1000도 이상이 될 수도 있다.According to the present invention, when a CVD process is carried out, the metal to be treated is first processed to form a gas in the form of carbide or nitride, thereby transferring an injection gas (such as TiCl 4 ) to the surface of the metal. Gas or hydrogen gas is injected together to heat the metal to be processed to 700 degrees Celsius or 1000 degrees Celsius. At this time, the temperature may be more than 1000 degrees centigrade.
이 과정에서 TiN(s)과 같은 질화물이 금속의 표면에 생성되면서 성장하는 단계를 거치게 된다. 이후 높은 경도를 달성하기 위해 퀀칭(quenching) 및 템퍼링이 표면에 이루어질 수 있다.
In this process, a nitride such as TiN (s) is formed on the surface of the metal and is grown. Quenching and tempering can then be performed on the surface to achieve high hardness.
이것은 다음과 같은 공정으로 요약된다. This is summarized in the following process.
1)처리대상이 되는 금속을 제공하는단계와 1) providing a metal to be treated;
2)경화시키는 과정을 포함하여 박막을 형성하는 금속을 1차적으로 가공하여 코팅물질을 만드는 단계와 2) a step of making a coating material by primarily processing the metal forming the thin film including the curing process; and
3)상기 코팅물질로 CVD공정에 의해 미리 결정된 위치에서 상기 금속을 코팅하는 단계 3) coating the metal at a predetermined location by a CVD process with the coating material
4)추가적인 경도 강화단계 4) Additional hardening steps
를 포함하도록 할 수 있다.
. ≪ / RTI >
또한, 이러한 증착단계는 여러개의 단계를 갖고 이루어질 수 있다. In addition, this deposition step can be done in several steps.
즉, 증착단계를 3단계로 구분할 수 있는데 제1단계의 증착은 거칠게 하되 공구의 표면에 증착이 잘 이루어지도록 하기 위하여 증착단계 이전에 금속의 표면을 방전가공하도록 함으로써 1단계 코팅이 이루어지도록 하여 금속의 표면이 매끄럽고 부드럽게 가공된 상태에서 코팅액이 잘 스며들도록 하여 접착력을 강화하도록 할 수있다.
That is, the deposition step can be divided into three steps. In order to make the deposition of the first step to be rough on the surface of the tool, the surface of the metal is discharged before the deposition step, The surface of the coating liquid is smoothly and smoothly processed so that the coating liquid can penetrate well, thereby enhancing the adhesion.
또한 제2단계의 증착은 동일한 형태로 이루어지지만 접착력을 강하게 하기 위하여 접착제를 투입하여 응착력을 강화하도록 할 수 있다.
In addition, although the deposition of the second step is performed in the same manner, the adhesive force may be increased by increasing the adhesive force to increase the adhesive strength.
제3단계의 증착은 위에서 설명한 것과 동일한 형태로 이루어질 수 있으며 여기에 코팅의 강도를 강화하기 위하여 탄소, 수소의 화합물이 기체형태로 함께 제공되도록 할 수 있다. The deposition of the third step may be performed in the same manner as described above, and the carbon and hydrogen compounds may be supplied together in a gas form in order to enhance the strength of the coating.
예를 들어 C2H6 가스는 700도 이상으로 가열되어 기체상태로 주입될 수 있으며 주입전에 미리 가열하도록 할 수 있다. 이경우 C2H6가스는 최외곽층의 코팅층에 탄소를 포함하도록 하여 이후의 고속가공공정 등에서 증착된 막이 쉽게 깍여 나가는 것을 막도록 할 수 있다. C와 H의 비율이 비슷하거나 C의 비율이 많은 기체가 좋은데 그중에서도 C6H6이 가장 우수한 내구도를 갖도록 하면서도 다루기가 쉽다.
For example, the C2H6 gas can be heated to 700 degrees Celsius or more and can be injected into the gaseous state, which can be preheated before injection. In this case, the C2H6 gas may include carbon in the coating layer of the outermost layer, thereby preventing the deposited film from being easily shaved in a subsequent high-speed processing process or the like. A good ratio of C to H or a good ratio of C is good, among which C6H6 has the best durability and is easy to handle.
또한, 제3단계의 증착뒤에는 고속가공공정이 추가될 수 있다.
Further, after the deposition of the third step, a high-speed processing step may be added.
위에서 설명한 제1,2단계의 중요한 화학반응은 다음의 화학식으로 표현될 수 있는데 이 화학 반응은 CVD반응이며 여기서 개시 제품은 증기의 형태로 존재한다.
The important chemical reactions of the first and second steps described above can be represented by the following chemical reaction, which is a CVD reaction, wherein the starting product is in the form of a vapor.
(g)=기체 및 (s)=고체: (g) = gas and (s) = solid:
H2 H 2
TiCl4(g) + 1/2 N2(g) + 2 H2(g) -> TiN(s) + 4HCl(g) TiCl 4 (g) + 1/2 N 2 (g) + 2 H 2 (g) -> TiN (s) + 4HCl (g)
700-1000℃
700-1000 ° C
상기 반응에서 금속은 섭씨 700도이상 혹은 섭씨 1000도 이상으로 가열되고 상기 반응도 이러한 조건에서 일어나며 그 이후에 기본 물질의 경화, 즉 높은 경도를 달성하기 위해 공구 스틸의 퀀칭(quenching) 및 템퍼링이 이루어진다. 종래에 CVD 증착반응이 이루어지는 온도는 이보다 높았으나 증착단계를 3단계로 세분함으로써 종래보다 좀 더 낮은 온도에서 CVD 코팅이 이루어질 수 있었다.
In this reaction, the metal is heated to above 700 degrees Celsius or above 1000 degrees Celsius, and the reaction takes place under these conditions and thereafter quenching and tempering of the tool steel to achieve curing, i.e. high hardness, of the base material. Conventionally, the temperature at which the CVD deposition reaction is performed is higher than that, but the CVD coating can be performed at a lower temperature than the conventional one by dividing the deposition step into three stages.
본 발명에 따른 공정은 위에서 설명한 TiCl4 이외에도 탄화 티타늄, 질화 티타늄, 붕화 티타늄, 탄화 바나듐, 탄화 크로뮴, 산화 알루미늄 및 질화 실리콘이 사용될 수 있다. 어떠한 물질이 사용되느냐에 따라 Hv 2000과 Hv=약 4000 사이의 마이크로 경도(microhardness) 레벨을 달성하는 것이 가능하다. 특히 CVD-공정에 의해 도포된, 탄화 티타늄 또는 산화 알루미늄은 뛰어난 인성(toughness)을 갖는 한편, 예를 들어 탄화 크로뮴은 내마모성이 특히 우수하고 , 균열 또는 기공의 영향을 덜 받는다. 특히 또한 탄화 티타늄은 유리한 마찰 특성에 의해 추가적으로 구별된다. In addition to the TiCl 4 described above, titanium carbide, titanium nitride, titanium boride, vanadium carbide, chromium carbide, aluminum oxide and silicon nitride may be used in the process according to the present invention. It is possible to achieve a microhardness level between Hv 2000 and Hv = about 4000 depending on what material is used. Titanium carbide or aluminum oxide, especially applied by a CVD-process, has excellent toughness, for example chromium carbide is particularly excellent in abrasion resistance and less affected by cracks or pores. Particularly also titanium carbide is additionally distinguished by favorable friction characteristics.
복잡한 형태의 금속에서도 정밀하고 균일하고 일정한 코팅 CVD-절차에 고유한 산란 성능으로 인해, 특히 높은 정밀도를 갖는 균일한 일정한 코팅층을 형성하는 것이 가능하다 Due to the scattering performance inherent in precise, uniform and uniform coating CVD-procedures even in complex forms of metal, it is possible to form a uniform uniform coating layer, especially with high precision
또한, 이러한 코팅은 압출물과의 마찰을 줄여 압출물이 빠르게 이동할 수 있게 하며 이에 따른 누적공차를 줄이고 분리조립이 용이하게 한다.
This coating also reduces friction with the extrudate, allowing the extrudate to move quickly, thereby reducing cumulative tolerances and facilitating separate assembly.
바람직하게, 본 발명에 따른 압출 다이의 제작에 사용된 개시 물질은 양호한 고온 특성을 갖는 튼튼한 스틸이고, 예를 들어 Cr, Mo 또는 텅스텐과 합금되고, 예를 들어 높은 단단함 수준에 대해ESR(Electro-Slag REmelting)에 의해 용융될 수 있으며 초경합금등도 사용이 가능하다.
Preferably, the starting material used in making the extrusion die according to the present invention is a durable steel with good high temperature properties, for example alloyed with Cr, Mo or tungsten, for example ESR (Electro- Slag REmelting) and cemented carbide can be used.
이러한 코팅방법은 압출공구 전체에 적용이 될 수 있지만 이러한 코팅이 벗겨지는 경우는 전체적인 품질에 큰 악영향을 주는데 압출물이 코팅에 주는 영향을 최소화하기 위하여 금형의 형상또한 기존과 달라지도록 하였다.
Such a coating method can be applied to the entire extrusion tool, but when such a coating is peeled, the overall quality is adversely affected. In order to minimize the influence of the extrusion on the coating, the shape of the mold is also changed.
도2,3은 본 발명에 따른 압출공구의 일실시예를 도시하는 도면이다. 본 발명에 따르는 압출공구는 기존의 압출공구에 비해서 다이(11) 부분의 높이가 좀더 길도록 형성되어 있다. 이것은 압출물이 코어부분으로 향할때 압출공구 내부에 있는 압출물의 양과 밀도를 높여주게 됨으로써 최종 압출결과물의 내부 밀도를 높이게 된다. 종래에는 압출금형의 길이가 짧았는데 이것은 압출물의 온도에 의하여 압출금형의 내벽이 손상되는 것을 막기 위한 것이기도 하였는데 본 발명은 CVD코팅에 의하여 내외벽의 내구성이 증가되어 있기 때문에 압출물에 의한 영향을 덜 받게 된다. 2 and 3 are views showing an embodiment of an extrusion tool according to the present invention. The extrusion tool according to the present invention is formed such that the height of the portion of the die 11 is longer than that of the conventional extrusion tool. This increases the amount and density of the extrudate inside the extrusion tool when the extrudate is directed to the core portion, thereby increasing the internal density of the final extrusion result. In the past, the length of the extrusion die was short, which was intended to prevent the inner wall of the extrusion die from being damaged due to the temperature of the extrudate. However, since the durability of the inner and outer walls is increased by CVD coating, Less.
또한, 전체 외경은 기존의 금형보다 좀더 작게 할 수 있는데 이것은 코어쪽의로의 집중도를 높이게 된다. 종래의 압출금형은 다이와 만드렐을 결합하였을때 폭:높이의 비율이 1:0.8~0.9 정도 였다면 본 발명에 따른 압출금형은 1:1.0내지 1.2정도가 된다. 1:1.2를 넘는 경우 코팅부분의 증강이 필요하게 된다.
In addition, the overall outer diameter can be made smaller than conventional molds, which increases the concentration of furnace on the core side. In the conventional extrusion mold, when the ratio of the width to the height is 1: 0.8 to 0.9 when the die and mandrel are combined, the extrusion mold according to the present invention is about 1: 1.0 to 1.2. When the ratio exceeds 1: 1.2, the coating portion needs to be strengthened.
도3은 압출금형에서 압출물이 들어가게 되는 부분을 도시하는데 종래의 금형은 코어부분으로의 압출물의 집중도를 높이기 위하여 압출물이 중간에 모일수 있도록 하기 위하여 압출물의 입구를 3 자와 같은 형태로 만들어서 중심쪽에 좀더 많은 압출물이 모일 수 있도록 하였다. 그러나 본 발명은 압출금형 자체가 좀더 길쭉한 형태를 하고 있기 때문에 좀더 안쪽으로 모을 필요가 없어지게 된다. FIG. 3 shows a portion where an extrudate is contained in an extruding mold. In order to increase the concentration of the extrudate into a core portion, a conventional mold has a three-letter inlet shape So that more extrusion can be collected at the center. However, according to the present invention, since the extrusion die itself has a more elongated shape, it is not necessary to gather it further inward.
대신에 압출물이 들어가는 다이의 하단부분에 도4에 도시된것과 같은 턱부(13)를 양쪽에 두고 턱부(13) 사이에 경사가이드(14)를 두도록 하는데 경사가이드는 입구쪽에서는 거의 일직선이지만 안쪽으로 갈수록 두터워지도록 한다. Instead, the lower portion of the die in which the extrudate is placed is provided with a
대신 턱부의 끝단에 다다라서는 더이상 두터워지지않도록 하고 턱부가 다이보다 돌출되도록 하여 자연스럽게 안쪽으로 유도하는 역할을 하도록 한다. Instead, when you reach the tip of the chin, do not let it thicken any more, and make the jaw part protrude from the die, and naturally induce it to go inward.
입구의 모양이 보다 자연스러운 관모양이되기 때문에 압출물이 빠른시간내에 압출금형내를 통과하는 것이 가능하게 된다. Since the shape of the inlet is a more natural tubular shape, it is possible for the extrudate to pass through the extrusion die quickly.
또한, 도면에서 보는 것처럼 압출물의 입구는 두개의 입구로 나뉘는 것처럼 보이는데 압출물의 흐름을 방해하지 않도록 하기 위하여 되도록 타원에 가까운 모양을 하도록 하고 있다. 이때문에 턱부는 위에서 보았을때 삼각형 형상에서 아랫변은 바깥쪽으로 돌출되어 둥글고 양쪽 변은 안쪽으로 함입되어 둥근 형태를 띠고 있다. 이러한 모양에 의해 압출물의 입구는 도면에서 보는 것처럼 두개의 타원이 마주보고 있는 형태가 된다. Also, as shown in the drawing, the inlet of the extrudate appears to be divided into two entrances, so that it is shaped so as to be close to the ellipse so as not to interfere with the flow of the extrudate. Therefore, when viewed from above, the jaw is triangular in shape, with the lower side protruding outward, rounded, and both sides embedded inward to form a round shape. By this shape, the entrance of the extrudate becomes a form in which two ellipses face as shown in the figure.
또한, 도5는 코어부를 도시하는데 왼쪽은 본 발명에 따른 압출금형의 코어부이며 오른쪽은 종래의 압출금형의 코어부이다. 본 발명에 따른 압출금형의 코어부는 끝단의 물량가이드부분이 종래의 것보다 짧게 형성되는데 압출금형 코어쪽으로의 집중도가 높기 때문에 물량가이드부분을 짧게 형성하는 것이 가능하며 이것은 코어부에 집중되는 방전가공등의 시간을 더 짧게 하는 것이가능하다.
5 shows the core portion, and the left side is the core portion of the extrusion die according to the present invention, and the right side is the core portion of the conventional extrusion die. Since the core portion of the extrusion die according to the present invention has a water guide portion at the end thereof formed to be shorter than the conventional one, the water guide portion can be formed to be short because of its high degree of concentration toward the extrusion die core. Can be made shorter.
11: 다이
12: 만드렐
13: 턱부
14: 경사가이드
11: die 12: mandrel
13: jaw portion 14: inclination guide
Claims (13)
상기 압출공구는 상부금형과 하부금형으로 이루어 지며
하부금형과 상부금형사이에는 압출물의 형상을 이루는 코어가 형성되는데,
상기 코어, 상부금형, 하부금형은 기상증착공정에 의해 미리 결정된 위치에 탄화물, 질화물, 산화물 및 이들의 혼합물및 탄화 티타늄, 질화 티타늄, 붕화 티타늄,바나듐 탄화물, 탄화 크로뮴, 산화 알루미늄, 질화 실리콘, 티타늄,산화알루미늄, 티타늄알루미늄 질화물, 알루미늄크롬 질화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질과, 이들물질의 질화물, 탄화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 코팅된것을 특징으로 하는, CVD 표면처리방법을 이용하여 가공된 압출공구As an extrusion tool processed using a CVD surface treatment method,
The extrusion tool is composed of an upper mold and a lower mold
Between the lower mold and the upper mold, a core forming the shape of the extrudate is formed,
The core, the upper mold, and the lower mold may be formed by a vapor phase deposition process using carbides, nitrides, oxides, and mixtures thereof, and at least one of titanium carbide, titanium nitride, titanium boride, vanadium carbide, chromium carbide, aluminum oxide, Characterized in that the material is coated with a material selected from the group consisting of a material selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum aluminum nitride, aluminum aluminum nitride, aluminum chromium nitride, and nitrides and carbides of these materials.
탄화물, 질화물, 산화물 및 이들의 혼합물및 탄화 티타늄, 질화 티타늄, 붕화 티타늄,바나듐 탄화물, 탄화 크로뮴, 산화 알루미늄, 질화 실리콘, 티타늄,산화알루미늄, 티타늄알루미늄 질화물, 알루미늄크롬 질화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질과, 이들물질의 질화물, 탄화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 기체형태로 제공하는 제1단계와
제1단계에서 제공된 물질을 섭씨 700도내지 섭씨 1000도 에서 CVD공정에 의하여 증착하는 제2단계를 포함하는데
상기 제2단계는 3단계의 증착공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, CVD 표면처리방법을 이용하여 가공된 압출공구를 가공하는 방법A method of processing an extruded tool that has been processed using a CVD surface treatment method,
A material selected from the group consisting of carbides, nitrides, oxides and mixtures thereof and titanium carbide, titanium nitride, titanium boride, vanadium carbide, chromium carbide, aluminum oxide, silicon nitride, titanium, aluminum oxide, titanium aluminum nitride, aluminum chromium nitride, , A nitride of these materials, and a carbide, in the form of a gas; and
And a second step of depositing the material provided in the first step by CVD process at 700 degrees Celsius and 1000 degrees Celsius
A method for processing an extruded tool that has been processed using a CVD surface treatment method, characterized in that the second step comprises a three-step deposition step
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130155917A KR20150069470A (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Cvd surface processed tools |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130155917A KR20150069470A (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Cvd surface processed tools |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150069470A true KR20150069470A (en) | 2015-06-23 |
Family
ID=53516586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130155917A KR20150069470A (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Cvd surface processed tools |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20150069470A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210084854A (en) | 2019-12-30 | 2021-07-08 | 인하대학교 산학협력단 | Manufacturing Al Extrusion Mold with Cemented Carbide Coating from CVD Technology |
-
2013
- 2013-12-13 KR KR1020130155917A patent/KR20150069470A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210084854A (en) | 2019-12-30 | 2021-07-08 | 인하대학교 산학협력단 | Manufacturing Al Extrusion Mold with Cemented Carbide Coating from CVD Technology |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2532190C2 (en) | Filling moulds with low thermal expansion coefficient and with textured surface and method for creation and use of such moulds | |
JP5008944B2 (en) | Mold | |
US20190351486A1 (en) | Aluminum substrates with metal-matrix composite at feature areas | |
JP2001515791A (en) | Extrusion mold and its manufacturing method | |
JPH0938747A (en) | Manufacture of bevel gear | |
TWI232143B (en) | Casting die and surface treatment method of the same | |
EP3013550B1 (en) | Injection mold with surface coating of the inner surface | |
KR20150069470A (en) | Cvd surface processed tools | |
CN108857268A (en) | A kind of processing technology of high abrasion oil pressure mandril | |
KR101297588B1 (en) | Surface processing method | |
JP3861055B2 (en) | Method for manufacturing mold made of inclined composite material | |
KR101420721B1 (en) | Casting method of the naphata tube bi-metal centrifucal casting | |
KR20210084854A (en) | Manufacturing Al Extrusion Mold with Cemented Carbide Coating from CVD Technology | |
KR101149787B1 (en) | Manufacturing method of molds and dies which have multi-layers by thermal spraying | |
JP2022050842A (en) | Casting method | |
JPS62244505A (en) | Plug for producing seamless pipe | |
JP2000246330A (en) | Long life extrusion die structure for aluminum alloy | |
US20160151952A1 (en) | Coated pelletizing extrusion dies and method for making the same | |
KR20130097681A (en) | Method for surface treating | |
KR100383279B1 (en) | The high strength metal alloy powder product by low temperature sintering | |
KR20130097680A (en) | Method for surface treating | |
KR20240105755A (en) | Manufacturing Method of Titanium Alloy Powder Injection Molding | |
JPS6369963A (en) | Composite surface hardening method | |
JP2006095990A (en) | Screw excellent in abrasion resistance and corrosion resistance | |
JP2009226439A (en) | Forging die unit and forging-formation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |