KR20200016234A - 금형 부품의 제조 방법 및 금형 부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 마모된 금형 부품으로부터 마모 개소를 포함하는 소정 영역을 제거함으로써 제1 면을 형성하는 공정과, 상기 제1 면에 강재(鋼材)를 패딩하는 공정을 포함하는 금형 부품의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 금형 부품의 제조 방법, 및 금형 부품에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 6월 7일자 일본국 출원의 일본 특허 출원 제2017-112899호에 기초하는 우선권을 주장하며, 상기 일본국 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.
종래, 원료 분말을 압축 성형하여 압분(壓粉) 성형체를 제조하는 경우, 펀치나 다이 등의 금형 부품을 구비하는 분말 야금(冶金)용 금형(이하, 간단히 「금형」이라고 부르는 경우가 있음)을 이용하여, 원료 분말을 금형에 넣고, 프레스기로 압축하여 성형하고 있다. 압분 성형체는, 그대로 제품이 되는 것 외에, 소결되어 소결 부품이 된다. 일반적으로, 금형 모재(母材)에는, 고경도이며 내마모성이 우수한 강재(鋼材)가 다용되고 있고, 예컨대 고속도강 등의 공구강이 사용되고 있다(특허문헌 1, 2를 참조).
본 개시에 따른 금형 부품의 제조 방법은,
마모된 금형 부품으로부터 마모 개소를 포함하는 소정 영역을 제거함으로써 제1 면을 형성하는 공정과,
상기 제1 면에 강재를 패딩(padding)하는 공정을 포함한다.
본 개시에 따른 금형 부품은,
제1 면을 갖는 모재와,
상기 모재의 제1 면 상에 형성된 패딩부를 구비하고,
상기 패딩부는, 강재로 형성된 복수의 층이 적층된 적층 구조를 갖는다.
도 1은 패딩부를 형성한 펀치의 일례를 도시한 개략 종단면도이다.
도 2는 실시형태에 따른 금형 부품의 단면을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2는 실시형태에 따른 금형 부품의 단면을 모식적으로 도시한 도면이다.
[본 개시가 해결하고자 하는 과제]
마모된 금형 부품을 재생하여 재사용하는 것이 요망된다.
고경도의 강재는, 피삭성(被削性)이 나빠, 절삭 가공하는 것이 용이하지 않다. 그 때문에, 예컨대 고속도강 등의 공구강을 금형 부품의 모재에 이용하는 경우에는, 통상 소둔(燒鈍) 상태에서 거친 가공을 하고 나서, 열처리(담금질 뜨임)하여 60 HRC 정도의 경도로 조질(調質)한 후에, 마무리 가공함으로써 금형 부품을 제작하고 있다.
분말 야금용 금형은, 압축 성형을 반복해서 행하는 동안에, 금형 부품의 성형면이 마모되어 새깅(sagging)이 발생한다. 금형 부품이 마모되면, 압축 성형체에 버어(burr)가 발생하거나, 압축 성형체의 치수 정밀도의 저하나 표면 성상(性狀)의 악화를 초래한다. 금형 부품에 새깅이 발생한 경우에는, 마모된 부분을 제거하고, 그 제거에 의해 노출된 면을 성형면으로 수정하여 보수함으로써, 재사용하는 것이 행해지고 있다. 그러나, 금형 부품의 마모가 사용 한도에 도달한 경우에는, 제거 여유가 없어 보수할 수 없기 때문에, 마모된 금형 부품을 폐기하고, 새로운 금형 부품으로 교환하고 있다. 그 경우, 새로운 금형 부품을 처음부터 제작할 필요가 있는데, 금형 부품을 처음부터 제작하면, 다대한 비용, 기간이 걸린다.
그래서, 마모된 금형 부품을 재생하는 금형 부품의 제조 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또한, 재생된 금형 부품을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
[본 개시의 효과]
본 개시에 따른 금형 부품의 재생 방법 및 금형 부품은, 마모된 금형 부품을 재생함으로써, 금형의 제작 비용 및 기간을 저감할 수 있다.
[본 발명의 실시형태의 설명]
최초로 본 발명의 실시양태를 열거하여 설명한다.
(1) 본 발명의 일 양태에 따른 금형 부품의 제조 방법은,
마모된 금형 부품으로부터 마모 개소를 포함하는 소정 영역을 제거함으로써 제1 면을 형성하는 공정과,
상기 제1 면에 강재를 패딩하는 공정을 포함한다.
상기 금형 부품의 제조 방법은, 마모된 금형 부품으로부터 마모 개소를 포함하는 영역을 제거하여 형성한 제1 면에 강재를 패딩함으로써, 금형 부품의 제거된 영역에 패딩함으로써, 금형 부품의 마모 상태를 개선할 수 있다. 이에 의해, 마모된 금형 부품을 초기 상태, 또는 초기 상태에 이르지 않으나 사용상 허용할 수 있는 상태로 재생함으로써, 금형 부품을 처음부터 제작하는 경우와 비교하여, 금형의 제작 비용 및 기간을 저감할 수 있다.
(2) 상기 금형 부품의 제조 방법의 일 양태로서, 상기 제1 면의 표면 거칠기를 최대 높이(Rz)로 1 ㎛ 이하로 형성하는 것을 들 수 있다.
금형 부품의 마모 개소를 포함하는 영역을 제거하여 제1 면을 형성하는 공정에서, 제1 면의 표면 거칠기를 최대 높이(Rz)로 1 ㎛ 이하로 형성하여, 제1 면을 평탄면으로 함으로써, 패딩부를 형성하기 쉽다. 「최대 높이(Rz)」는, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정한 값이다. 최대 높이(Rz)의 측정 시의 기준 길이는 0.1 ㎜, 평가 길이는 2.0 ㎜로 한다.
(3) 상기 금형 부품의 제조 방법의 일 양태로서, 상기 패딩하는 공정은, 상기 강재의 분말을 상기 제1 면 상에 순차 적층하고, 상기 분말에 레이저를 조사(照射)함으로써 패딩부가 형성되는 것을 들 수 있다.
강재의 분말을 제1 면 상에 적층하고, 레이저로 그 분말을 용융해 응고시켜 패딩함으로써, 금형 부품의 제거된 영역에 균일한 두께의 패딩부를 형성하기 쉽다.
(4) 상기 금형 부품의 제조 방법의 일 양태로서, 상기 패딩하는 공정에 의해 형성된 패딩부의 비커스 경도를 상기 금형 부품의 모재의 비커스 경도의 90% 이상으로 하는 것을 들 수 있다.
패딩부의 비커스 경도를 금형 부품의 모재의 비커스 경도의 90% 이상으로 함으로써, 패딩부가 금형 부품의 모재와 동등 정도 이상의 경도를 갖기 때문에, 초기 상태(신품)의 금형 부품과 손색이 없는 내변형성, 내마모성을 확보할 수 있다.
(5) 상기 금형 부품의 제조 방법의 일 양태로서, 상기 강재가 담금질 뜨임강(鋼)이고, 상기 패딩하는 공정 후, 패딩된 상기 금형 부품을 뜨임 처리하는 공정을 포함하는 것을 들 수 있다.
패딩 공정에서는, 강재를 용융하여 응고시켜 패딩부가 형성된다. 담금질 뜨임강을 패딩한 경우, 용융된 강재가 급랭 응고됨으로써, 패딩부가 담금질 상태에 가까운 조직이 된다. 담금질 상태인 채로는, 취약하여 인성(靭性)이 부족한 경우가 있기 때문에, 뜨임 처리함으로써, 패딩부의 인성을 높여, 내결손성을 향상시킬 수 있다. 특히, 금형 부품의 모재의 강종(鋼種)이 패딩부와 동일한 담금질 뜨임강인 경우에는, 패딩부가 형성된 금형 부품을 뜨임 처리함으로써, 패딩부의 조직을 모재와 실질적으로 동일한 조직으로 할 수 있다. 그에 의해, 금형 부품 전체의 기계적 특성을 균질화할 수 있기 때문에, 바람직하다.
(6) 상기 금형 부품의 제조 방법의 일 양태로서, 상기 금형 부품이 펀치인 것을 들 수 있다.
상기 금형 부품의 제조 방법은, 마모된 펀치의 재생에 적합하게 이용할 수 있다.
(7) 본 발명의 일 양태에 따른 금형 부품은,
제1 면을 갖는 모재와,
상기 모재의 제1 면 상에 형성된 패딩부를 구비하고,
상기 패딩부는, 강재로 형성된 복수의 층이 적층된 적층 구조를 갖는다.
상기 금형 부품은, 모재의 제1 면 상에 패딩부를 구비한다. 상기 금형 부품에 의하면, 패딩부에 의해 금형 부품의 마모 상태를 개선할 수 있고, 금형 부품을 처음부터 제작하는 경우와 비교하여, 금형의 제작 비용 및 기간을 저감할 수 있다.
[본 발명의 실시형태의 상세]
본 발명의 실시형태에 따른 금형 부품의 제조 방법, 및 금형 부품의 구체예를 이하에 설명한다. 본 발명은 이들 예시에 한정되는 것은 아니며, 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
<금형 부품의 제조 방법>
실시형태에 따른 금형 부품의 제조 방법은, 마모된 금형 부품으로부터 소정 영역을 제거하여 제1 면을 형성하는 전처리 공정과, 상기 제1 면에 강재를 패딩하여 패딩부를 형성하는 패딩 공정을 포함한다. 실시형태에 따른 금형 부품의 제조 방법의 특징의 하나는, 마모된 금형 부품에 형성한 제1 면에 강재를 패딩함으로써, 금형 부품을 마모 전의 초기 형상으로 복원하거나, 또는 마모 전의 초기 형상에 가깝게 하는 점에 있다. 이하, 각 공정에 대해 상세히 설명한다.
(전처리 공정)
전처리 공정은, 마모된 금형 부품으로부터 마모 개소를 포함하는 소정 영역을 제거함으로써 제1 면을 형성하는 공정이다.
본 예의 금형 부품은, 원료 분말의 압축 성형에 이용하는 분말 야금용 금형을 구성하는 부품이며, 예컨대 펀치나 다이 등을 들 수 있다. 금형 부품의 모재에는, 강재가 이용되고, 대표적으로는 고속도강이나 다이스강 등의 공구강을 적합하게 이용할 수 있다. 압축 성형하는 원료 분말로서는, 예컨대 철이나 알루미늄, 또는 이들의 합금 등의 금속 분말, 알루미나 등의 세라믹 분말 등을 이용하는 것을 들 수 있다. 원료 분말에는, 압축 성형 시의 윤활성을 향상시킬 목적으로 윤활제를 첨가해도 좋다. 압축 성형 시의 성형 압력은, 원료 분말을 압축 성형한 압분 성형체를 고밀도화하는 관점에서, 예컨대 500 ㎫ 이상, 나아가 600 ㎫ 이상으로 하는 것을 들 수 있다. 압분 성형체의 밀도는, 원료 분말에 순철(純鐵) 분말 또는 철 합금 분말과 같은 철기(鐵基) 분말을 이용하는 경우, 예컨대 6.5 g/㎤ 이상 7.2 g/㎤ 이하로 하는 것을 들 수 있다.
전처리 공정에서는, 예컨대 펀치이면, 마모된 성형면을 포함하는 단부를 소정 길이 절제함으로써, 그 단부면을 제1 면으로 한다. 제1 면은, 후공정에서 패딩하는 면이기 때문에, 평탄면으로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 면의 표면 거칠기는, 예컨대 최대 높이(Rz)로 1 ㎛ 이하로 하는 것을 들 수 있다. 금속 부품의 소정 영역의 제거는, 예컨대 프레이즈 가공 등의 절삭 가공, 와이어 커트 방전 가공, 평면 연마 등의 연삭 가공과 같은 기계 가공에 의해 행할 수 있다.
(패딩 공정)
패딩 공정은, 제1 면에 강재를 패딩함으로써 패딩부를 형성하는 공정이다. 이에 의해, 금형 부품을 마모 전의 초기 형상으로 복원하거나, 또는 마모 전의 초기 형상에 가깝게 한다.
패딩은, 강재를 용융하여 응고시켜 패딩부를 형성하는 방법이며, 예컨대 용사, 플라즈마 분체 패딩, 레이저 분체 패딩 등을 이용할 수 있다. 레이저 분체 패딩에는, 강재의 분말을 순차 적층하면서 레이저를 조사해 용융하여 응고시키는, 소위 파우더·베드·퓨전 방식과, 강재의 분말을 분사하면서 레이저를 조사해 용융하여 응고시키는, 소위 레이저·메탈·디포지션 방식이 있다. 파우더·베드·퓨전 방식의 패딩은, 시판의 금속 3D 프린터(일례로서, 가부시키가이샤 소딕 제조 OPM250L)를 이용하여 실시할 수 있다. 강재의 분말을 적층하면서 레이저로 용융하여 응고시켜 패딩하는 방법을 채용한 경우, 균일한 두께의 패딩부를 형성하기 쉽다. 또한, 이 경우, 강재의 분말을 층형으로 깔고, 그 분말의 층에 레이저를 조사해 용융하여 응고시킨 층을 형성한다. 이것을 반복해서 적층 조형함으로써, 강재로 형성되며, 복수의 응고된 층이 적층된 적층 구조를 갖는 패딩부가 얻어진다.
패딩부에 사용하는 강재는, 금형 부품의 모재와 동종의 강재여도 좋고, 이종(異種)의 강재여도 좋으며, 예컨대 담금질 뜨임강, 스테인리스강, 마레이징강 등을 이용할 수 있다. 담금질 뜨임강에는, 고속도강이나 다이스강 등의 공구강이 포함된다.
패딩 공정에서는, 패딩부의 비커스 경도를 금형 부품의 모재의 비커스 경도의 90% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 패딩부에 사용하는 강재로서, 모재의 경도의 90% 이상의 경도를 갖는 강종을 선택하는 것을 들 수 있다. 이에 의해, 패딩부가 금형 부품의 모재와 동등 정도 이상의 경도를 갖기 때문에, 초기 상태의 금형 부품과 손색이 없는 내변형성, 내마모성을 확보할 수 있다. 패딩부의 비커스 경도는, 모재의 비커스 경도의 95% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 패딩부의 비커스 경도의 상한은, 특별히 한정되지 않으나, 강재는 경도가 높을수록 인성이 저하되는 경향이 있기 때문에, 예컨대 모재의 비커스 경도의 140% 이하, 나아가 120% 이하로 하는 것을 들 수 있다.
패딩부를 형성한 후, 필요에 따라, 패딩부에 마무리 가공을 행하여, 패딩부의 치수 오차를 보정해도 좋다. 마무리 가공으로서는, 예컨대 프레이즈 가공 등의 절삭 가공, 와이어 커트 등의 방전 가공, 평면 연마 등의 연삭 가공과 같은 기계 가공을 들 수 있다.
(뜨임 공정)
패딩부에 사용하는 강재가 담금질 뜨임강인 경우에는, 패딩 공정 후, 패딩부가 형성된 금형 부품을 뜨임 처리하는 뜨임 공정을 포함해도 좋다. 담금질 뜨임강으로 패딩부를 형성한 경우에는, 패딩부가 담금질 상태에 가까운 조직이 되기 때문에, 뜨임 처리함으로써, 패딩부의 인성을 높여, 내결손성을 향상시킬 수 있다. 특히, 금형 부품의 모재의 강종이 패딩부와 동일한 담금질 뜨임강인 경우에는, 뜨임 처리함으로써, 패딩부의 조직을 모재와 실질적으로 동일한 조직으로 하여, 금형 부품 전체의 기계적 특성을 균질화할 수 있다. 뜨임 처리하는 경우에는, 뜨임 처리 후에 필요에 따라, 패딩부에 마무리 가공을 행하면 된다.
<금형 부품>
도 2를 참조하여, 실시형태에 따른 금형 부품을 설명한다. 도 2에 도시된 금형 부품(100)은, 제1 면(3)을 갖는 모재(4)와, 모재(4)의 제1 면(3) 상에 형성된 패딩부(2)를 구비한다. 패딩부(2)는, 강재로 형성된 복수의 층(21)이 적층된 적층 구조(22)를 갖는다. 금형 부품(100)은, 전술한 금형 부품의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
(모재)
본 예의 모재(4)는 강재이다. 모재(4)의 제1 면(3)은, 패딩부(2)를 형성하기 전에, 예컨대 평면 연삭 가공 등에 의해, 표면 거칠기[최대 높이(Rz)]를 1 ㎛ 이하로 형성해 두는 것이 바람직하다.
(패딩부)
패딩부(2)는 모재(4)의 제1 면(3)에 직접 접합되어 있다. 본 예의 패딩부(2)는, 모재(4)의 제1 면(3) 상에 강재의 분말을 층형으로 깔고, 그 분말의 층에 레이저를 조사해 용융하여 응고시킨 층을 형성하며, 이것을 반복해서 적층함으로써 형성되어 있다. 이 경우, 강재의 분말이 용융되어 응고된 층이 겹쳐 쌓여, 도 2에 도시된 바와 같이, 강재로 형성된 복수의 층(21)이 적층된 적층 구조(22)가 형성된다. 각 층(21)의 두께는, 사용하는 강재의 분말의 입자 직경 등에 의존하며, 예컨대 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 나아가 20 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하이다. 패딩부(2)를 형성하는 강재의 조성은, 모재(4)의 강재의 조성과 동일해도 좋고, 상이해도 좋다.
모재(4)의 강재와 상이한 조성의 강재의 분말을 사용하여 패딩부(2)를 형성한 경우, 모재(4)의 강재와 상이한 조성의 패딩부(2)가 형성된다. 패딩부(2)에 있어서의 모재(4)와의 계면 근방에서는, 모재(4)의 성분이 확산됨으로써, 경사 조성이 된다. 구체적으로는, 패딩부(2)에 있어서의 모재(4)의 제1 면(3)에 가까운 층(21)일수록 모재(4)의 성분을 많이 함유하여 모재(4)의 조성에 가까워져, 층(21) 사이의 조성의 차이가 현저해진다. 그 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 패딩부(2)에 있어서의 모재(4)의 제1 면(3)에 가까운 층(21)일수록, 조성의 차이로부터 층(21) 사이의 경계가 명확해지고, 제1 면(3)으로부터 떨어진 층(21)에서는, 층(21) 사이의 경계는 불선명해진다. 도 2에서는, 패딩부(2)의 각 층(21)의 해칭이 빽빽할수록 모재(4)의 성분이 많이 포함되어, 모재(4)의 조성에 가까운 것을 나타내고, 각 층(21)의 경계선이 굵은 실선으로부터 가는 파선이 될수록 각 층(21)의 경계가 불선명해지는 것을 나타내고 있다.
한편, 모재(4)의 강재와 동일한 조성의 강재의 분말을 사용하여 패딩부(2)를 형성한 경우, 모재(4)의 강재와 동일한 조성의 패딩부(2)가 형성되게 되어, 패딩부(2)에 있어서의 모재(4)와의 계면 근방에 있어서, 층(21) 사이의 조성이 똑같아진다. 그 때문에, 모재(4)의 강재와 상이한 조성의 패딩부(2)를 형성한 경우와 비교하여, 조성의 차이에 의한 층(21) 사이의 경계는 불선명해진다.
<금형 부품의 제조 방법의 효과>
전술한 실시형태에 따른 금형 부품의 제조 방법은, 다음의 효과를 발휘한다.
마모된 금형 부품의 제거된 영역에 패딩을 실시하여 금형 부품을 마모 전의 초기 형상으로 복원하거나, 마모 전의 초기 형상에 가깝게 함으로써, 금형 부품의 마모 상태를 개선할 수 있다. 예컨대, 패딩부의 두께는, 제1 면을 형성할 때에 마모된 금형 부품으로부터 제거된 영역의 두께분보다 두껍게 하는 것이 바람직하다. 특히, 금형 부품을 마모 전의 초기 상태로 복원할 수도 있다. 이에 의해, 마모된 금형 부품을 초기 상태, 또는 초기 상태에 이르지 않으나 사용상 허용할 수 있는 상태로 재생함으로써, 금형 부품을 처음부터 제작하는 경우와 비교하여, 금형의 제작 비용 및 기간을 저감할 수 있다. 또한, 패딩 공정 전에 전처리 공정에서 금형 부품의 제거된 영역에 제1 면을 형성하고, 제1 면을 평탄면으로 해 둠으로써, 패딩부를 형성하기 쉽다.
<금형 부품의 효과>
전술한 실시형태에 따른 금형 부품은, 다음의 효과를 발휘한다.
패딩부가 복수의 층이 적층된 적층 구조를 가짐으로써, 균일한 두께의 패딩부가 형성되기 쉽다.
[시험예 1]
사용이 끝난 펀치에 대해 전술한 실시형태에 따른 금형 부품의 제조 방법을 실시하여, 펀치의 단부면(제1 면)에 패딩부를 형성함으로써 펀치를 재생하고, 이 재생된 펀치에 대해 평가하였다. 준비한 펀치는, 다이와 함께 분말 야금용 금형을 구성하는 하부 펀치이며, 다이의 구멍에 미끄럼 이동 가능하게 감합(嵌合)된다. 펀치(모재)의 재질은 다이스강(SKD11)이고, 담금질 뜨임강이다. 비커스 경도는 579 HV(0.1)이다. 「HV(0.1)」는, JIS Z 2244:2009에 준거하여, 하중(시험력) 0.1 kgf(0.9807 N)로 측정한 것을 의미한다. 펀치의 형상은, 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형으로 되어 있고, 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(10)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(10)에는, 코어 로드(도시하지 않음)가 삽입 관통된다. 도 1에 도시된 펀치(1)는, 선단측(도 1의 상측)의 단부가 다이의 구멍에 감합되고, 그 단부면이 원료 분말을 압축 성형할 때에 원료 분말을 압박하는 성형면(11)이다. 이 예에서는, 성형면(11)의 외부 직경이 23.96 ㎜, 내부 직경이 14.99 ㎜이다.
시험예 1에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용이 끝난 펀치(1)의 선단부를 와이어 커트에 의해 펀치(1)의 축에 수직으로 절단하여 제거함으로써 제1 면(3)을 형성한 후, 모재(4)의 제1 면(3)에 평면 연삭 가공을 행하여, 제1 면(3)의 표면 거칠기[최대 높이(Rz)]를 1 ㎛ 이하로 하였다. 그 후, 제1 면(3)에 SUS420J2(담금질 뜨임강)를 패딩하여 패딩부(2)를 형성함으로써 초기 형상으로 복원하였다. 구체적으로는, 초기 형상에서의 펀치(1)의 성형면(11)으로부터 축 방향으로 20 ㎜의 위치에서 펀치(1)의 축에 수직으로 절단하고, 절단면에 평면 연삭 가공을 실시한 제1 면(3)에 두께 20 ㎜의 패딩부(2)를 형성하였다. 패딩은, 금속 3D 프린터(가부시키가이샤 소딕 제조 OPM250L)를 사용하여, 모재(4)의 제1 면(3) 상에 SUS420J2의 분말을 순차 적층하면서 레이저를 조사해 용융하여 응고시킴으로써 패딩부(2)를 적층 조형하였다. 여기서는, 평균 입경이 41 ㎛인 SUS420J2의 분말을 사용하고, 적층 조형 조건은, 적층 피치를 0.05 ㎜, 총 적층수를 400층으로 하였다(0.05 ㎜×400층=20 ㎜). 「평균 입경」은, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정한 체적 입도 분포에 있어서의 누적 체적이 50%가 되는 입자 직경을 의미한다. 즉, 메디안 직경(D50)을 말한다. 또한, 패딩부(2)를 형성한 후, 뜨임 처리하고, 뜨임 처리 후, 패딩부(2)에 마무리 가공을 행하여, 성형면(11)을 형성하였다. 뜨임 처리의 조건은 180℃×1시간으로 하였다.
재생한 펀치를 프레스기에 부착하고, 원료 분말을 압축 성형하여 링형의 압분 성형체를 100개 성형하였다. 여기서는, 원료 분말로서, 순철 분말(평균 입경: 100 ㎛)에 구리 분말을 1.5 질량%, 흑연 분말을 0.6 질량%의 비율로 혼합한 것을 이용하고, 성형 압력을 588 ㎫(6 t/㎠), 압분 성형체의 밀도를 6.7 g/㎤로 하였다. 성형한 압분 성형체는 전부, 소정 치수 정밀도를 만족시키고 있고, 단부면 형상도 양호하였다. 또한, 성형 후에 펀치를 프레스기로부터 분리하고, 성형 전후에 있어서의 펀치의 치수 변화를 조사한 결과, 패딩부에 변형이나 마모는 보이지 않고, 충분히 사용에 견딜 수 있는 것이었다.
성형 후의 펀치에 있어서의 패딩부의 비커스 경도를 측정하였다. 여기서는, 패딩부의 단부면의 비커스 경도를 3점 측정하고, 그 평균값을 구하였다. 그 결과, 패딩부의 비커스 경도는 615 HV(0.1)였다.
1: 펀치
10: 관통 구멍
11: 성형면 2: 패딩부
3: 제1 면 4: 모재
100: 금형 부품 21: 층
22: 적층 구조
11: 성형면 2: 패딩부
3: 제1 면 4: 모재
100: 금형 부품 21: 층
22: 적층 구조
Claims (7)
- 마모된 금형 부품으로부터 마모 개소를 포함하는 정해 놓은 영역을 제거함으로써 제1 면을 형성하는 공정과,
상기 제1 면에 강재(鋼材)를 패딩(padding)하는 공정
을 포함하는 금형 부품의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제1 면의 표면 거칠기를 최대 높이(Rz)로 1 ㎛ 이하로 형성하는 것인 금형 부품의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 패딩하는 공정은, 상기 강재의 분말을 상기 제1 면 상에 순차 적층하고, 상기 분말에 레이저를 조사(照射)함으로써 패딩부가 형성되는 것인 금형 부품의 제조 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패딩하는 공정에 의해 형성된 패딩부의 비커스 경도를 상기 금형 부품의 모재(母材)의 비커스 경도의 90% 이상으로 하는 것인 금형 부품의 제조 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강재는 담금질 뜨임강이고, 상기 패딩하는 공정 후, 패딩된 상기 금형 부품을 뜨임 처리하는 공정을 포함하는 것인 금형 부품의 제조 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금형 부품이 펀치인 것인 금형 부품의 제조 방법.
- 제1 면을 갖는 모재와,
상기 모재의 제1 면 상에 형성된 패딩부
를 포함하고,
상기 패딩부는, 강재로 형성된 복수의 층이 적층된 적층 구조를 갖는 것인 금형 부품.
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