KR20200017574A - 3d 프린팅용 타이어몰드 합금 분말 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어몰드 합금 분말에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 3D 프린터를 이용하여 압축항복강도 및 경도가 우수한 타이어몰드를 제작할 수 있고, 공식과 틈부식 및 환원성산에 대한 저항이 증대된 3D 프린팅용 타이어몰드 합금 분말에 관한 것이다.
Description
본 발명은 타이어몰드 합금 분말에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 3D 프린터를 이용하여 압축항복강도 및 경도가 우수한 타이어몰드를 제작할 수 있고, 공식과 틈부식 및 환원성산에 대한 저항이 증대된 3D 프린팅용 타이어몰드 합금 분말에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 타이어를 제조하기 위해서는 타이어 몰드(Tire Mold)가 필요하며, 스틸 타이어 몰드(steel tire mold)가 대부분이다.
도 1은 일반적인 타이어 몰드를 보여주는 것으로 이 타이어 몰드(10)는 주로 사형 주조법(sand casting), 금형 주조법(gravity casting)으로 제조되며, 주조로 성형할 수 없는 복잡한 부분은 CNC 5축 밀링장비를 이용하여 다시 정밀하게 가공한다.
그러나 종래의 스틸 타이어 몰드의 경우 경도와 강도가 매우 높기 때문에 가공이 어렵고 가공 공수가 많이 필요하여 제조비가 크게 상승하는 문제점이 있다.
또한, 스틸 타이어 몰드의 경우 중량이 크기 때문에 제조 공정에서 작업에 어려움이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근 스틸을 대신하여 Al 합금 재료가 사용되고 있다.
이렇게 Al 합금 재료로 타어어 몰드를 제작할 경우 중량이 가벼워 제조 공정상에서 가공이나 운반이 용이한 장점이 있다.
한편, Al 합금 재료 역시 사형 주조법 또는 중력 주조법에 의해 주조되어 타이어 몰드로 제작되는데 Al 합금 재료를 이용할 경우 치수 정밀도가 매우 낮고, 표면이 미려한 제품을 얻기가 어려운 단점이 있다.
일반적으로
연구를 수행할 필요가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 주조법이 아닌 3D 프린팅 공정을 통해 타이어 몰드를 제작할 수 있는 타이어 몰드 합금 분말을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 공식과 틈부식 및 한원성산에 대한 저항이 증가되고 침입형고용체 및 석축상을 형성하여 물성이 향상된 타이어 몰드 합금 분말을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 3D프린터를 이용하여 타어어몰드를 성형하기 위한 타이어몰드 합금 분말로서, 몰리브덴 4 내지 5 중량%; 코발트 6 내지 12 중량%; 니켈 17 내지 20 중량%; 구리-인 1 내지 2 중량%; 및 나머지는 철;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어몰드 합금 분말을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 타이어몰드 합금 분말은 상기 몰리브덴, 상기 코발트, 상기 니켈, 상기 구리-인 및 상기 철을 도가니에 넣고 가열하여 용융시킨 후, 용융 합금을 오리피스를 통해 흘려주며 가스를 분사하여 비산시킴으로써 얻어진다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 타이어 몰드 합금 분말에 의하면, 주조가 아닌 3D 프린팅 방식으로 타이어 몰드를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 타이어 몰드 합금 분말에 의하면, 압축항복강도 및 경도가 우수한 타이어 몰드를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 타이어 몰드 합금 분말에 의하면, 공식과 틈부식, 환원서안에 대한 저항을 매우 증가시킬 수 있고, 침입형고용체 및 석축상을 형성하여 물성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 타이어 몰드를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 몰드 합금 분말을 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 몰드 합금 분말을 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어몰드 합금 분말은 분말형태로 3D 프린터를 통해 타이어몰드를 제조할 수 있는 합금 분말이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어몰드 합금 분말은 몰리브덴(Mo) 4 내지 5 중량%, 코발트(Co) 6 내지 12 중량%, 니켈(Ni) 17 내지 20 중량%, 구리-인(Cu-P) 1 내지 2 중량% 및 나머지는 철(Fe)로 이루어진다.
또한, 상기 몰리브덴은 고용강화에 의한 강도 등의 기계적 성질과 열팽창 개선 기능을 수행한다.
또한, 상기 몰리브덴은 5.5 중량% 이상 첨가될 경우 합금의 석출이 나타나므로 4 내지 5 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 코발트와 니켈은 합금의 공식(pitting corrosion)과 틈부식(crevice corrosion)에 대한 저항을 현저히 증가시키고 환원성산에 대한 저항을 증가시킨다.
또한, 인은 융점이 낮아 첨가시 합금에 침입형고용체 및 석축상을 형성시켜 물성을 향상시키는 역할을 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 합금분말은 가스 아토마이징(Gas Atomizing) 공법을 이용하여 제작되며, 이 가스 아토마이징 공법은 적절한 용해조건과 가스압 조건을 통해 물성을 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합금 분말의 제조과정을 설명하기 위한 것이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 몰리브덴(Mo) 4 내지 5 중량%, 코발트(Co) 6 내지 12 중량%, 니켈(Ni) 17 내지 20 중량%, 구리-인(Cu-P) 1 내지 2 중량% 및 나머지는 철(Fe)로 이루어지는 합금을 도가니(100)에서 용융시켜 용융된 용융 합금(110)을 턴디시(200,tundish)로 공급한다.
다음, 상기 턴디시(200)의 용융합금이 노즐(300)로 공급되며, 동시에 상기 노즐(300)에는 가스 공급기(140)를 통해 압축가스가 공급된다.
그러면, 상기 노즐(300)에서 용융합금이 비산 챔버(150) 내부로 비산하게 되고, 비산하는 분말(120)은 수거 챔버(160)로 낙하하여 합금 분말(130)로 수거되어 제조를 완료한다.
또한, 상기 합금 분말(130)은 3D 프린팅에 이용될 수 있도록 10~45㎛ 의 구형 분말로 제조된다.
또한, 상기 도가니(100)와 상기 턴디시(200)에서 에서 합금을 용해하고 흘려주는 조건, 상기 노즐(300)에서 용융합금을 분사하는 노즐의 각도 및 가스압 조건, 상기 비산 챔버(150) 내부의 분위기를 조절할 경우 물성을 쉽게 제어할 수 있으므로 가스 아토마이징 공법을 통해 원하는 물성의 타이어몰드 합금 분말을 제조할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100:도가니 110:용융 합금
120:비산 분말 130:합금 분말
140:가스 공급기 150:비산 챔버
160:수거 챔버 200:턴디시
300:노즐
120:비산 분말 130:합금 분말
140:가스 공급기 150:비산 챔버
160:수거 챔버 200:턴디시
300:노즐
Claims (2)
- 3D프린터를 이용하여 타어어몰드를 성형하기 위한 타이어몰드 합금 분말로서,
몰리브덴 4 내지 5 중량%;
코발트 6 내지 12 중량%;
니켈 17 내지 20 중량%;
구리-인 1 내지 2 중량%; 및
나머지는 철;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어몰드 합금 분말.
- 제 1 항에 있어서,
상기 타이어몰드 합금 분말은
상기 몰리브덴, 상기 코발트, 상기 니켈, 상기 구리-인 및 상기 철을 도가니에 넣고 가열하여 용융시킨 후, 용융 합금을 오리피스를 통해 흘려주며 가스를 분사하여 비산시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 타이어몰드 합금 분말.
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