KR20230034856A - 마그네슘 합금 휠 허브의 단조 방법 - Google Patents
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Abstract
일종의 마그네슘 합금 휠 허브의 단조공법으로 아래 단계 포함 : 단계1. 마그네슘 합금 봉재를350 내지 420℃ 가열하고 20분간 보온; 단계 2. 6000톤의 단조 프레스에서 봉재에 대해 단조성형하고 단조과정은 단계로 나누어 제어한다. 본 발명의 단조공법과정은 단계로 나누어 제어하고 부동한 단조 단계는 부동한 단조공법 매개변수로 제어하여 마그네슘 합금 봉재가 부동한 변형단계에서 최대한 단조성을 발휘하여 마그네슘 합금 변형과정이 보다 연속적이고 단조과정이 보다 용이하며 우수성능을 구비한 단조 마그네슘 합금 휠 허브를 획득하여 단조공법 및 가공효율을 대대적으로 제고한다.
Description
본 발명은 차바퀴 기술분야에 관한것으로 구체적으로 말하면 일종의 마그네슘 합금 휠 허브의 단조공법이다.
마그네슘 합금은 마그네슘을 기초로 기타 원소를 추가하여 구성한 합금으로 밀도가 작고, 비강도가 높으며, 비탄성계수가 크고 산열성이 양호하며 내진성이 양호하여, 내충격 부하능력이 알루미늄보다 크며, 유기물 및 알칼리의 내부식성능 등 특점을 구비하며 실용 금속중 가장 가벼운 금속으로 마그네슘의 비중은 알루미늄의 약 2/3, 철의 1/4로 자동차, 항공 등 분야에 광범위하게 응용되는바 특히 자동차분야에 응용되고 있다. 예를 들어 마그네슘 합금으로 제작한 구성부품(component)은 자동차의 경량화 목적을 실현할수 있다. 현재, 자동차에 대한 경량화 요구가 날로 높아지고 알루미늄의 응용은 자동차의 감중효과에 있어서 병목상태이며 마그네슘의 자동차에서의 응용은 피할수 없는 추세이다. 근년래 차량업종의 발전이 신속하고 변화가 거대하며 세계각국에서는 연유차 판매금지 시간노드를 출시하였는바 전기 자동차의 대규모 응용은 마그네슘 합금 자동차 부품의 발전에 계기를 마련하였다.
마그네슘 합금 휠 허브는 미관적이고 안전성과 편안성 등 특징으로 날로 많은 사용사들이 선호하고 있다. 마그네슘 합금 휠 허브는 가볍고 제조 정밀도가 높아 고속회전시 변형이 작고 관성 저항력도 작다. 마그네슘 합금 휠 허브는 진동흡수 및 반 탄력 금속특성을 구비하고 있어NC 공작 기계 가공을 통한 사이즈 정도 및 True roundness가 높으며 편차 움직임이 작고, 평형성이 양호하여 차량 운행으로 하여금 평온하고 쾨적하게 운행하게끔 한다.
마그네슘 합금 휠 허브 생산방법은 단조공법을 채용. 아시다싶이 단조자재의 성능은 단조 공법 및 순서와 커다란 관계가 있다. 부동한 단조공법 및 순서는 동일한 부분의 성능으로 하여금 커다란 차이가 있게 한다. 마그네슘 합금 단조 과정에 있어서 단조공법 및 순서의 선택은 단조 마그네슘 합금 휠 허브의 성능에 중요한 영향을 일으킨다. 마그네슘 합금 자재의 면심입방구조로 하여 마그네슘 합금 자재의 매우 약한 단조속성을 초래, 전통적인 단조공법을 사용하면 최소 8000톤 톤위의 프레스야만이 상응한 제품을 단조할수 있으며 상응한 제품을 단조할수 있다해도 매우 약한 자재성능을 보이고 있다.
이로하여 본 발명은 일종의 마그네슘 합금 휠 허브의 단조공법을 제출하여 마그네슘 합금 자재의 단조성을 제고하여 우수한 기계적 성능을 구비한 마그네슘 합금 휠 허브를 획득할수 있다.
상술한 목적에 달성하기 위하여 본 발명의 기술방안은 이렇게 실현된다 :
일종의 마그네슘 합금 휠 허브의 단조공법으로 아래 단계를 포함한다 : 단계 1 : 직경200mm 내지 310mm, 길이220 내지 350mm의 마그네슘 합금 봉재를 절단, Aspect ratio 1.2 내지 1.7; 단계 2. 마그네슘 합금 봉재를350∥420℃까지 가열하고 20분간 보온한다; 단계 3. 단조 프레스하에 봉재에 대해 단계로 나누어 단조성형된다.
일부 실시예중, 봉재 초기 길이에서 압축하여 봉재초기 길이의 2/3로, 압축속도는12 내지 15mm/s로 제어; 봉재 초기길이 2/3에서 압축하여 봉재 초기 길이의 1/3로 ,압축속도는9 내지 13mm/s로 제어; 봉재 초기길의 1/3에서 휠 허브 단조 반제품 두께로 압축, 압축속도는6 내지 10mm/s로 제어된다.
일부 실시예중, 단조 프레스는 6000톤의 단조 프레스 포함한다.
일부 실시예중, 서술한 휠 허브 단조 반제품은 기계가공을 통하여 마그네슘 합금 휠 허브로 제작된다.
일부 실시예중, 단계 1의 가열 온도는360℃이다.
본 발명의 마그네슘 합금 휠 허브의 제작방법은 아래와 같은 우세 구비 : 본 발명의 마그네슘 합금 봉재를 사전설정 온도로 가열하면 마그네슘 합금 봉재는 보다 쉽게 변형가능하고 단조크랙(crack)이 잘 발생하지 않는다; 단조과정은 단계로 나누어 제어하고 부동한 단조단계는 부동한 단조공법 매개변수로 제어하며 마그네슘 합금 봉재로 하여금 부동한 변형단계에서 최대의 단조성을 발휘하도록하고 마그네슘 합금 변형과정이 보다 연속적이고 단조과정이 보다 쉬우며 우수성능을 구비한 단조 마그네슘 합금 휠 허브를 획득하여 단조공법 및 가공효율을 대대적으로 제고.
상술한 방법에 따라 획득한 마그네슘 합금 휠 허브는 여전히 양호한 기계적 성능을 구비하여 미국 휠SAE J175및SAE J328-2005기준 만족, 즉 13도 충격강도, Radial fatigue, 굽힘피로( bending fatigue) 성능요구를 만족하며 동시에 휠 강도 및 피로국제GB/T 5334-2005 및 GB/T 15704-1995 요구도 만족한다.
본 발명의 일부를 구성하는 첨부도면 제공으로 본 발명에 대한 진일보 이해를 제공하며 본 발명의 예시적 실시예 및 이에 대한 설명은 본 발명해석에 사용되며 본 발명의 부당한 한정이 되지않는다. 첨부도면중 :
도면 1은 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브 제작방법 흐름도이고;
도면 2는 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브 제작방법의 봉재 예시도이고;
도면3은 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브의 제작방법의 휠 허브 단면도이고;
도면 4는 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브 단조 공법 스포크 부위의 200배 Micro structure이고;
도면 5는 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브 단조공법 스포크 부위의 자재 성능도면이다.
도면 1은 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브 제작방법 흐름도이고;
도면 2는 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브 제작방법의 봉재 예시도이고;
도면3은 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브의 제작방법의 휠 허브 단면도이고;
도면 4는 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브 단조 공법 스포크 부위의 200배 Micro structure이고;
도면 5는 본 발명의 일종의 마그네슘 합금 휠 허브 단조공법 스포크 부위의 자재 성능도면이다.
여기서 설명이 필요한것은 충돌되지 않는 상황하에 본 발명중의 실시예 및 실시예중의 특징은 상호 조합 가능하다.
아래 첨부도면 및 실시예와 결합하여 본 발명의 기술방안에 대하여 정확하고 완벽하게 서술할것이지만, 서술한 실시예는 오직 본 발명의 일부 실시예로 모든 실시예에 속하지 않는다. 본 발명중의 실시예에 근거하여 본 분야의 일반 기술인원이 창조적 노동을 창출하지 않은 전제하에 획득한 모든 기타 실시예는 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.
아래 도면 1부터 도면 5까지를 참고 및 실시예와 결합하여 본 발명 실시예의 마그네슘 합금 휠 허브의 스피닝 공법 설명이다.
일종의 마그네슘 합금 휠 허브의 단조공법으로 아래단계를 포함한다 :
단계1. 먼저 매개 마그네슘 합금 휠 허브의 자재길이 및 자재비율에 대해 계산을 하고 가장 적합하고 경제적인 봉재를 선택하여, 마그네슘 합금 휠 허브 봉재를 허브제작에 필요한 길이로 절단한다; 가열로에서 마그네슘 합금 봉재를350-420℃까지 가열하고 20분간 보온하는 것;
단계2. 6000톤의 단조 프레스하에 봉재에 대해 단조 1차 성형, 단조과정은 단계로 나누어 제어하는 것;
단계3. 단조과정에 있어서 봉재 초기길이로 부터 봉재 초기길이의 2/3까지 압축, 압축속도는12 내지 15mm/s로 제어하는 것;
단계4. 단조성형과정에서 봉재 초기길이 2/3에서 봉재초기 길이 1/3가지 압축하고 압축속도는9 내지 13mm/s로 제어하는 것;
단계5. 단조성형 과정에서 봉재 초기길이 1/3에서 휠 허브 단조 반제품 두께로 압축하는 것, 압축속도는6 내지 10mm/s.
단계6. 마그네슘 합금 휠 허브의 도면 및 설계요구에 따라 NC 공작 기계를 통하여 요구를 만족하는 마그네슘 합금 휠 허브를 가공하는 것.
가공 후의 마그네슘 합금 휠 허브에 대해 자재성능 테스트 진행하고, 인장시험기 및 경도 측정기로 단조자재의 자재성능 (항장력, 항복강도, 연신율, 경도 포함) 등에 대해 테스트 진행하는 것.
도면 3에서와 같이, 그중 스포크 부위가 우수한 조직력 및 역학성능을 구비하고 항복강도185MPa, 항장력280MPa, 연신율12%에 달한다.
실시예 1
도면 1에서와 같이, 본 발명 실시예에서는 마그네슘 합금 휠 허브의 제작방법을 제작하며 아래내용을 포함한다.
단계1. 마그네슘 합금 봉재 절단 후 단조 변형에 필요한 온도로 가열한다.
그중 마그네슘 합금 휠 허브의 절단과정에 있어서, 먼저 매개 마그네슘 합금 휠 허브의 자재길이 및 자재비율에 대해 계산을 하고 가장 적합하고 경제적인 봉재를 선택하여, 금속 절단기로 봉재절단을 진행한다; 마그네슘 합금 봉재를 단조변형에 필요한 온도로 가열하는 과정에 마그네슘 합금 봉재를 가열로에서 일정한 온도로 가열하고 일정한 시간 보온한다. 그중 가열로는 전자 가열로 등이 가능; 상술한 사전 설정 온도는360℃와 같거나 크나 420℃를 초월해서는 안되며; 400℃는 마그네슘 합금이 변형이 용이하고 단절이 쉽지않는 온도로 후속 단조과정에 있어서 개열(
)하는 상황이 발생하지 않는다.
단계2. 6000톤의 단조 프레스하에 봉재에 대해 단조성형하고 단조과정은 단계로 나누어 제어한다;
단계3. 단조과정에 있어서 봉재 초기길이로 부터 봉재 초기길이의 2/3까지 압축, 압축속도는12 내지 15mm/s로 제어; 동 단계의 목적은 위치확정으로, 단조과정에 봉재의 개열발생 방지 확보한다.
단계4. 단조성형과정에서 봉재 초기길이 2/3에서 봉재초기 길이 1/3가지 압축하고 압축속도는9 내지 13mm/s로 제어한다;
단계5. 단조성형 과정에서 봉재 초기길이 1/3에서 휠 허브 단조 반제품 두께로 압축, 압축속도는6 내지 10mm/s이다.
단계6. 마그네슘 합금 휠 허브의 도면 및 설계요구에 따라NC 공작 기계를 통하여 요구를 만족하는 마그네슘 합금 휠 허브를 가공한다.
도면 3에서와 같이, 그중 스포크 부위가 우수한 조직력 및 역학성능을 구비하고 항복강도217MPa, 항장력321MPa, 연신율11.1%에 달한다.
도면 4에서와 같이, 도면에서 관찰할수 있다싶이 스포크 부의의 조직 결정립은 세소하고 균일하며 완전 재결정립 조직을 보이고 있으며 항복강도223MPa, 항장력312MPa, 연신율12%이다.
도면5에서와 같이, 전통적인 단조공법은 고정속도로 마그네슘 합금 휠 허브를 단조하는 과정에 개열현상이 발생, 그 원인은 단조과정에 온도가 내려는데 단조 속도를 개변하지 않으면 봉재 변두리의 변형속도가 여전히 고변형율로, 단조과정에 저온 고변형율이 발생하여 변두리 위치에 개열이 쉽게 발생한다.
실시예 1의 마그네슘 합금 자동차의 휠 허브에 대해 여러가지 성능 테스트를 진행하였다. 중신다이카주식유한공사(
)의 실험센타에서 이상의 차 바퀴에 대해 13도 충격강도, Radial fatigue, 굽힘피로( bending fatigue) 등 차바퀴 강도 및 피로 테스트 진행. 테스트 결과, 본 휠 허브는 미국 차바퀴SAE J175및SAE J328-2005기준 만족, 즉 13도 충격강도, Radial fatigue, 굽힘피로( bending fatigue) 성능요구에 부합되고 동시에 국제GB/T 5334-2005 및 GB/T 15704-1995 차바퀴 강도 및 피로성능 요구에도 부합된다.
또한 전통 단조공법의 마그네슘 합금 휠 허브 및 신규 단조공법 마그네슘 합금 휠 허브에 대하여 국가기준에 따라 13도 충격극한 테스트 진행, 개열될 때까지 진행한 결과, 전통 단조 공법 마그네슘 합금 휠 허브의 충격극한 성능은780Kg, 신규 단조공법의 마그네슘 합금 휠 허브의 충격극한 성능은850Kg, 신규 단조공법으로 생산한 마그네슘 합금 휠 허브의 항충격 성능이 더욱 강하다. 이로부터 알수있다싶이, 동등한 사용요구를 만족한다면 신규 단조공법으로 생산한 마그네슘 합금 휠 허브의 감중공간이 더 크다.
본 발명의 마그네슘합금 휠 허브의 제작방법은 아래와 같은 우세를 구비한다 :
본 발명의 마그네슘 합금 휠 허브의 제작방법은 아래와 같은 우세를 구비한다 : 본 발명의 마그네슘 합금 봉재를 사전설정 온도로 가열하면 마그네슘 합금 봉재는 보다 쉽게 변형가능하고 단조크랙(crack)이 잘 발생하지 않는다; 단조과정은 단계를 나워어 제어하고 부동한 단조단계는 부동한 단조공법 매개변수로 제어하여 마그네슘 합금 봉재로 하여금 부동한 변형단계에서 최대의 단조성을 발휘도록 하여 마그네슘 합금 변형과정이 보다 연속적이고 단조과정이 보다 용이하며 우수성능을 구비한 마그네슘 합금 휠 허브를 획득하여설계 및 가공효율을 대대적으로 제고할 수 있다.
상술한 방법으로 획득한 휠 허브는 여전히 양호한 기계적 성능을 구비하여 미국 휠SAE J175및SAE J328-2005기준 만족, 즉 13도 충격강도, Radial fatigue, 굽힘피로( bending fatigue) 성능 요구를 만족하며 동시에 휠 강도 및 피로국제GB/T 5334-2005 및 GB/T 15704-1995 요구도 만족한다.
| 제조공법 | 반지름방향 피로 | 굽힘피로 （overload） |
굽힘피로（underloading） | 13°충격 |
| 전통 단조공법 | 280만（극한） | 35만（극한） | 190만（극한） | 780kg（극한） |
| 신규 단조공법 | 360만（극한） | 50만（극한） | 600만(극한) | 850 kg（극한） |
상술내용은 본 발명의 가장 우수한 실시예일뿐더러 본 특허를 제한하지 않는다. 본 특허의 정신 및 원칙내에서 어떠한 수정이나 동등교체, 개진 등은 모두 본 특허의 보호범위내에 속한다.
Claims (4)
1.
마그네슘 휠 허브 제작방법으로서,
단계1) 마그네슘 합금 봉재를 350 내지 420℃로 가열하고 20분간 보온하는 것;
단계2) 단조 프레스에서 봉재에 대하여 단계로 나우어 단조형성하는 것;을 포함하는,
마그네슘 휠 허브 제작방법.
단계1) 마그네슘 합금 봉재를 350 내지 420℃로 가열하고 20분간 보온하는 것;
단계2) 단조 프레스에서 봉재에 대하여 단계로 나우어 단조형성하는 것;을 포함하는,
마그네슘 휠 허브 제작방법.
제1항에 있어서,
봉재 초기 길이를 압축해서 봉재 초기 길이의 2/3로 하고, 압축속도는 12 내지 15mm/s로 제어하고; 봉재 초기 길이의 2/3에서 봉재 초기 길이의 1/3로 압축하고, 압축속도는 9 내지 13mm/s로 제어하고; 봉재 초기길이의 1/3에서 휠 허브 단조 반제품 두께로 압축하고 압축속도는 6 내지 10mm/s로 제어하는,
마그네슘 휠 허브 제작방법.
봉재 초기 길이를 압축해서 봉재 초기 길이의 2/3로 하고, 압축속도는 12 내지 15mm/s로 제어하고; 봉재 초기 길이의 2/3에서 봉재 초기 길이의 1/3로 압축하고, 압축속도는 9 내지 13mm/s로 제어하고; 봉재 초기길이의 1/3에서 휠 허브 단조 반제품 두께로 압축하고 압축속도는 6 내지 10mm/s로 제어하는,
마그네슘 휠 허브 제작방법.
제1항에 있어서,
단조 프레스는 6000톤의 단도 프레스를 포함하는,
마그네슘 휠 허브 제작방법.
단조 프레스는 6000톤의 단도 프레스를 포함하는,
마그네슘 휠 허브 제작방법.
단계 1의 가열온도는 360℃인,
마그네슘 휠 허브 제작방법.
마그네슘 휠 허브 제작방법.
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