KR880001355B1

KR880001355B1 - Quenching method for tools steel mould

Info

Publication number: KR880001355B1
Application number: KR1019840005775A
Authority: KR
Inventors: 이용익
Original assignee: 이용익
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1988-07-28
Also published as: KR860002582A

Abstract

In the quenching method for tool steel mould, the mould is wrapped first in paper and next in tin foil or stainless foil, and the seams of the package are closed up with refractory clay. The mould, which is put into an oil burner type furnace or an electrical furnace for heat treatment, is heated at the 1000-1100 deg.C for 5-15 hours and is cooled in an air.

Description

Tool steel mold quenching heating method

본 발명은 공구강(SKD,SKH)으로 가공된 양산형의 대.소형 가공용금형을 일반 오일 버어너식 열처리로 및 전기로에서 담금질(Quenching) 가열 작업시 금형의 온도 분위기 조절을 수축변형 및, 균열과 응력을 안정화시키고, 고온 강도를 유지하며 내마모성이 향상되게한 값이 싼 대.소형 가공형 금형(프레스형 및 다이캬스트용 다이스와 압출 다이스등)의 담금질 작업을 다량으로 할 수 있는 공구강 금형 담금질 방법에 관한 것이다.The present invention is to control the temperature atmosphere of the mold during the quenching heating operation of the large- and small-sized processing mold of the mass production type processed with tool steel (SKD, SKH) in the general oil burner type heat treatment furnace and electric furnace shrinkage deformation and crack and stress Tool steel mold quenching method for quenching of large and inexpensive large and small dies (such as press dies and die cast dies and extrusion dies) to stabilize the mold, maintain high temperature strength and improve wear resistance It is about.

본원 발명은 양산용 금형에서 요구하는 즉, 그 칫수가 크고 깊은 형조부(型彫部)를 가져 과대한 응력과 함께 샤-프한 각을 갖는 가공용 금형인 경우, 내마모성과 우수한 내균열 진전성(進展性), 용도의 긴수명을 갖는 금형을 담금질 작업으로 이를 해결할 수있는 것이다.The present invention requires a mass production die, i.e., a mold having a large and deep molded part and having a sharp angle with excessive stress, which has high wear resistance and excellent crack growth resistance.性), can be solved by quenching a mold with a long service life.

종래의 가공용 금형의 감금질 작업은, 염욕로(Salt bath)에서는 저온도 유지가 어려운 즉, 항은 상태를 유지할 수 없고 표면에 염(鹽)성분이 붙어 있으므로 깨끗하지 못하고 고온에서 공기 냉각이 힘들며, 사용되는 약품(염화바륨, 청화소다, 염화가리)전체가 공해성이 높고, 습기 근접시 폭발하므로 위험성이 높으며 약품비가 고가로되는 결점이 있으며, 또한 도가니가 사용되므로 모형금형만 가능하고, 열처리 원가가 높아지는 결점이 있으며 진공로에서 담금질 처리를 하면 표면이 양호하고 변형이 적으나, 이는 시설비 및 생산원가가 많이 들어 가동율이 떨어지고 로의 규결치가 한정되므로 다량 및 대형, 금형 담금질처리로서는 부적합한 것이며, 분위기 가스에 의한 담금질 작업은 전부 철판상자를 사용하므로 소재인 공구강 자체가 침탈되어져 담금질 온도가 높은 관계로 이 가공용 금형에 침해가 오기 쉬우며 로 제작비가 높아지고 표면이 균열되며, 취성이 나타나서 취급이 용이치 못한 결점이 있다.In the confinement work of the conventional mold, it is difficult to maintain the low temperature even in salt bath, that is, it cannot maintain the state and the salt is attached to the surface. , All of the chemicals used (barium chloride, sodium cyanide, chlorinated chloride) have high pollution and explode when close to moisture, so there is a high risk of chemical cost, and because crucible is used, only model mold is available, and heat treatment cost It is not suitable for large quantity and large size, mold quenching treatment because it has good defects and has good surface and few deformation when quenching treatment in vacuum furnace. All the quenching work by using the iron plate box, so that the tool steel itself is engulfed and quenched Due to the high temperature, it is easy to intrude into the processing mold, the furnace manufacturing cost is high, the surface is cracked, and brittleness is appeared, which makes the handling difficult.

또한 일반 전기로에서 두터운 스페인레스 철판으로 가열상자(Heat Box)를 만들어 소재인 공구강 가공형 금형을 장입하여 일정시간으로 1000℃ 이상까지 가열하여 공냉(空冷)시키는 작업공정이나, 가공형 금형자체에 변형이 커지고, 내마모성이 떨어져 소망하는 경도를 얻을 수 없으며, 그 표면이 산화, 탈탄되어 깨끗하지 못하고 세척이 필요하며, 그조직이 안정되지 않고 가공용 금형의 대.소크기에 따라 로내에서 가열상자(Heat Box)취급이 불편한 폐단이 있다.In addition, a heat box is made of thick Spanish-less steel plate in a general electric furnace, and a tool steel processing mold, which is a material, is charged and heated to 1000 ° C or higher for a predetermined time, or transformed into a processing mold itself. It becomes large and wear resistance is low, and the desired hardness cannot be obtained, its surface is oxidized and decarburized, it is not clean and needs cleaning, its structure is not stable, and it is heated in the furnace according to the large and small size of the processing mold. Box) It is inconvenient to handle.

종래의 공구강 담금질 방법은 예열시간을 짧게하여주면 산화 및 탈탄이 유발되고 또한, 수축이 커지고, 표면에 탈탄 형상이 일어나는 요인이 되어서 예열시간을 길게하여 주지 못하는 원인은 진공 분위기나, 완전 무산화 분위기를 이루지 못하는 것이므로, 지금까지 이를 해결할 수가 없었으며, 또한 전기로에서 철재 상자내에 주철칩(chip)을 장입하고 여기서 금형을 삽입한 후 밀폐한 다음 로내에서 1000℃ 이상의 고온으로 가열시키면 이때 철재상자내 있던 주철칩이 열을 받아서 칩과 칩사이의 공간층이 형성되면서 수분이 함유된 공기가 분해되어 각기 금형에 접촉하면 금형표면에 산화철이 형성되고 이것이 가열하여 고온이 되면 탈탄현상이 나타나 이 시간이 3시간이면 가능하나 장시간 즉, 6시간 이상 가열하면 금형 표면에 산화와 탈탄현상이 심하게 나타나 그 금형수축 변형(0.05-0.3mm)이 되어서 소망금형을 얻을 수가 없는 것이다.In the conventional tool steel quenching method, shortening the preheating time causes oxidation and decarburization, and also causes shrinkage and decarburization on the surface so that the preheating time cannot be prolonged. Since it is not possible to solve this problem, it has not been solved so far. Also, in the electric furnace, a cast iron chip is inserted into a steel box, a mold is inserted therein, then sealed, and then heated in a furnace at a high temperature of 1000 ° C. or higher. When the cast iron chip receives heat and forms a space layer between the chip and the chip, the air containing moisture is decomposed and contacts each mold, and iron oxide is formed on the mold surface. When this is heated and becomes hot, decarburization occurs. Time can be used, but if it is heated for a long time, that is, for 6 hours or more, oxidation and decarburization on the mold surface will be severe. It is shown that mold shrinkage deformation (0.05-0.3mm) would not seem to get the desired mold.

이와 같이 종래의 공구강 금형 담금질 가열처리작업은 무산화 및 탈탄이 없는 금형을 얻을 수가 없어서 본 발명은 담금질할때 그 금형이 예열시간을 길게하여 주는 것에 주안점을 두어 이를 해결한 것이다.As described above, the conventional tool steel mold quenching heat treatment operation cannot obtain a mold without anodization and decarburization, and the present invention solves this problem by focusing on lengthening the preheating time when the mold is quenched.

일반적으로 많이 사용되는 오일버어너식 열처리로나 기존의 전기로를 최대한 이용하여 가공용 금형의 대.소크기에 구애됨이 없이 가공용 금형 담금질 작업에 있어 그 가열하는 방법은 1차로 종이(cellose)로 포장하고 다시 2차로 석판이나 스테인레스박판으로 포장하고 일정한 시간을 가열하여 공냉으로 처리하는 방법으로서 본 발명은 장시간 예열하여 무산화 처리되는 즉, 분위기 조절을 하여주므로서 가공용 금형의 균열이 형성되지 않도록 가공용 금형자체에 산호와 차단되게 하여 보호피막을 주기위해 1차로 엷은 종이로 1차포장하고, 다시 2차로 0.05-0.8tmm의 스테인레스 박판이나 석판으로 포장하고 그 이음매는 내화정토를 물로 반죽하여 접착 밀폐시킨 후 장입하고 서서히 가열하여 1000℃-1100℃ 정도로 5-15시간 동안 가열한 다음 공냉시키는 담금질 가열방법으로 이때 포장된 종이(cellose)는 가열되며 탄소는 소성되고 그 희분(ASh)이 생성되면서 가공용 금형에 보호피막을 형성하여 주어서 분위기가 밀폐보호되는 효과가 있으며 또한, 무산화 분위기를 형성하는 결과를 가져와 그 담금질 가열시간을 가공용 금형크기에 따라 임의로 장구히 조절할 수 있고 특히, 예열 시간을 충분히 줄 수 있어 가공용 금형의 수축변형 방지와 내마모성과 고온강도를 가져오는 효과가 있고 더욱 가공용 금형의 응력을 제거해 주어 안정화된 상태의 금형을 얻을 수 있다.In general, the method of heating in quenching mold of processing mold is mainly made of paper by using oil burner type heat treatment furnace or existing electric furnace which is widely used. As a method of secondly wrapping with slabs or stainless steel plates and heating a predetermined time to air-cooled treatment, the present invention is preheated for a long time to be anodized, that is, to control the atmosphere so as not to form cracks in the processing mold itself. It is first packaged with thin paper first to give a protective film by blocking it with corals, and then secondly packed with stainless steel plates or slabs of 0.05-0.8tmm, and the seam is kneaded with water-resistant clay, and sealed. And slowly heated, heated for 5-15 hours at 1000 ℃ -1100 ℃ and then quenched with air cooling At this time, the wrapped paper (cellose) is heated, carbon is calcined, and the lean (ASh) is produced, forming a protective film on the processing die, which has the effect of sealing and protecting the atmosphere, and also forms an anoxic atmosphere. The result is that the quenching heating time can be arbitrarily adjusted according to the mold size for processing, and in particular, the preheating time can be sufficiently provided, which has the effect of preventing shrinkage deformation of the processing mold, abrasion resistance and high temperature strength, and further stress of the processing mold. Can be removed to obtain a stable mold.

즉, 가공용 금형의 소재인 공구강 조직을 오오스테나이트(Austenite)의 마르텐사이트(Martensite)화 되어서 오오스테아니트의 안정도가 증가되고 따라서, 가공용 금형이 자경성(Self Hardening Property)도 증가하며, 절삭력은 소지로 된 조성분의 인성이 높고 또, 그 중에 산재하는 미세하고 경한 탄화물의 그레인사이즈(粒=Grain Size)에 미세히 분포되어 절삭력이 커지고 내마모성이 증가되며, 이 같이 공구강 가공용 금형을 담급질한 다음, 조직이 마르텐사이트로 형성되어 사용할 수 있도록 조직자체가 안정도를 증가시키고, 스트레스가 균일화되며 변형이 없고 수축변화되지 않는 담금질 가열인바, 소재인 공구강(SKD)의 제련후에 생기는 응력을 풀림처리와 가공스트레스를 동시에 제거시키기 위해 예열시간을 장구히하여 1차 종이포장과 2차 석판이나 박판포장으로 밀폐시키고, 원래의 소재인 공구강을 제련한 다음 풀림처리하여 형성된 공구강으로 가공용 금형을 제작하였던 것을 본 발명의 담금질 가열방법으로 풀림처리하지 아니한 상태의 소재인 공구강을 직접 이용할 수 있는 이점이 있으며, 종래에는 가공용 금형이 로 내분위기 온도조정이 어려웠으며 높은 온도에서는 산화, 탈탄되고, 그 금형의 조직을 안정화시키기가 어려우며 표면 상태가 불량하며 소망하는 고온의 강도와 내마모성등을 얻을 수 없었으나, 본 발명의 공구강 가공용 금형담금질 가열방법으로 작업하면 크기가 큰 대형물의 금형에 있어서도 결정입자의 증대화를 일으키지 않고 균일한 조직에 의해 큰 칫수의 금형, 형조심(型彫深)의 금형, 응력 집중효과가 큰 형상이나 심한 사용조건등 갈라지기 쉬운 조건하에 있어서도 갈라짐을 일으키지 않고 적절한 고온강도, 산화피막특성, 탄화물분포를 나타내며 우수한 사용과 긴 수명을 부여하는 공구강 가공용 금형을 얻을 수 있는 이점이 있는 것이다.That is, the tool steel structure, which is the material of the processing die, is made of austenite martensite, so that the stability of the austenite is increased, and thus, the mold for processing increases the self hardening property and the cutting force is increased. The toughness of the base material is high, and it is finely distributed in the grain size (粒 = Grain Size) scattered therein to increase cutting force and increase wear resistance. In order to form and use the martensite, the tissue itself increases the stability, stress uniformity, no deformation and no shrinkage change. In order to remove stress at the same time, preheat time is extended to primary paper packing and secondary slab or thin film packing. After sealing and smelting the tool steel, which is the original material, and then manufacturing the mold using the tool steel formed by annealing, there is an advantage that the tool steel, which is a material which is not annealed by the quenching heating method of the present invention, can be directly used. It is difficult to adjust the temperature in the furnace atmosphere, and it is difficult to control the mold temperature at high temperatures, it is difficult to stabilize the structure of the mold, the surface condition is poor, and the desired high temperature strength and wear resistance cannot be obtained. When working by tool quenching heating method for tool steel processing, large size mold, mold mold, and stress concentration effect are achieved by uniform structure without increasing grain size even in large sized mold. Do not cause cracking under conditions that are prone to cracking, such as large shapes or severe use conditions. And it will have the benefits of processing the tool steel die to give excellent use and long life represents a suitable high-temperature strength, oxidation coating properties, carbide distribution.

Claims

The tooling material, which is a tool steel material, is packaged in a 0.05-0.8tmm sheet, and the seam is sealed by refractory clay, charged into a furnace, heated at 1000 ° C-1100 ° C for 5-15 hours, and then air-cooled. A method for quenching tool steel molds, characterized by forming a protective film on the mold for processing by wrapping it with paper (Cellose) prior to thin-packing the mold for rupture processing of the material.