KR930009982B1 - 펀치 및 다이판제조용 크롬합금강 - Google Patents

펀치 및 다이판제조용 크롬합금강 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

펀치 및 다이판제조용 크롬합금강
본 발명은 예로써 펀칭머신에 사용되는 펀치(punch) 및 다이(counter punch) 판제조용 크롬합금강에 관한 것이
펀치 및 다이판은 세이핑(shaping), 밀링 또는 그라인딩에 의해 모든면이 가공되며, 펀칭머신에 부착시켜서 시편에 절단선(cutting line)을 정하고 새기기 위하여 상기 펀칭머신과 중심이 맞추어진 구멍 및 홈이 형성되어 있는 공구들이다.
이와같은 공구 즉 펀치 및 다이판은 높은 강도를 갖고 있어야 하며 특히 평면에 평행해야 하고 고른 평면을 유지해야 한다.
펀치 및 다이판을 제조하기 이한 재료 및 모재는, 예를들면, 45 내지 53HRC의 케이스경도(case hardness)를 갖는 DIN 50 CrMo4, VEW 재료번호 1.7228 및 AISI 4150와 같이 저합금 처리되거나 중합금 처리되고 열처리 가능한 강도 또는 공구강이 바람직하다. 경험에 의하면 이와같은 합금강은 경화시에 높은 내마모성을 가진다.
이러한 합금강은 내식성이 없다. 예로서, 온도가 변화하여 공기중의 습기가 표면에 응축됨으로서, 표면에 수분의 막이 형성될 때 초기 상태에 반점상의 얇은 갈색녹의 피막이 상기 표면상에 형성된다. 녹의 피막은 두꺼운 종이 또는 골판지로 만든 제품을 더럽히므로 작업을 시작하기 전에 공들여 공구의 표면을 손질함으로써 갈색녹의 피막을 제거하여야 한다. 녹의 제거는 녹의 두께에 따라서, 닦음질이나 연마작업을 통해서 이루어진다. 열대기후, 해변가 또는 야외와 같은 불리한 환경 조건하에 상기 공구를 보관할때는, 청결상태를 유지하기 위한 경비에 덧붙여서 부수적으로 수명이 감소된다.
쉽게 상상할 수 있는 바와같이, 펀칭압력은 펀치 및 다이판에 큰 응력(stress)을 작용시키므로 이와같은 펀치 및 다이판에는 독특한 부식 즉, 응력부식균열(stress corrosion cracking) 현상이 일어난다. 본 발명의 목적은 한편으로는 기계적 요구를 크게 충족시키고 다른 한편으로는 내식성에 대한 요구를 크게 충족시킬 수 있는 펀치 및 다이판을 제조하는데 알맞은 합금강을 제조하는 것이다.
펀치 및 다이판을 제조하기 위한 본 발명에 따른 크롬합금강은 필수적으로 하기 성분들(각기 중량% 임)로 이루어져 있으며 나머지는 철 및 제조환경에서 얻어진 불순물들로 이루어져 있다 :
탄소 : 0.01 내지 1.10
실리콘 : 0.10 내지 1.00
망간 : 0.10 내지 1.50
크롬 : 11.00 내지 17.50
몰리브덴 : 0.05 내지 1.50
니켈 : 0.10 내지 10.00
구리 : 0.10 내지 4.50
바나듐 : 0.01 내지 0.50
코발트 : 0.05 내지 1.50
니오브 : 0.01 내지 0.45
티탄 : 0.02 내지 1.50
질소 : 0.003 내지 0.10
이와같은 합금강으로 제조된 펀치 및 다이판은 높은 기계적 요구뿐만 아니라, 내식성, 특히 응력부식균열에 대한 높은 내성을 충족시킨다는 사실은 매우 놀라운 것이다. 공지된 바와 응력부식균열에 따른 파손은 내식성 합금강 즉 크롬합금강을 사용함으로써 억제될 수 있으며, 이때 펀치 및 다이판의 케이스경도는 45 내지 53HRC 정도가 된다.
펀치 및 다이판을 제조하기 위한 본 발명에 따른 다른 크롬합금강은 각기 중량%인 하기 성분들로 이루어지며, 나머지는 철 및 제조환경에서 얻어진 불순물로 이루어지고, 또한 상기 크롬 합금강으로 제조된 펀치 및 다이판은 열처리가 가능하다.
탄소 : 0.28 내지 1.10
실리콘 : 0.20 내지 1.00
망간 : 0.20 내지 1.50
크롬 : 12.00 내지 17.00
몰리브덴 : 0.07 내지 1.50
니켈 : 0.10 내지 1.00
구리 : -
바나듐 : 0.05 내지 0.40
코발트 : 0.05 내지 1.50
펀치 및 다이판을 제조하기 위한 본 발명에 따른 크롬합금강은 다음 중량%의 조성을 갖는 성분들로 이루어지며 나머지는 철 및 제조환경에서 얻어진 불순물로 이루어지고, 또한 상기 크롬합금강은 석출경화가 가능하다.
탄소 : 0.01 내지 0.06
실리콘 : 0.20 내지 1.00
망간 : 0.20 내지 1.50
크롬 : 11.00 내지 17.50
몰리브덴 : 0.05 내지 1.50
니켈 : 3.00 내지 10.00
구리 : 1.50 내지 4.50
니오브 : 0.15 내지 0.45
티탄 : 0.02 내지 1.50
질소 : 0.003 내지 0.10
이와같은 합금강은 경화가능한 크롬강이다. 이와같은 합금강의 선택이 어려운 것은 펀칭작업시 펀칭이 매우 정교히 수행되어야 한다는 점에서 이미 추정될 수 있다. 예로서, 서로 포개져 있는 2장의 종이를 펀칭할 때, 절단기와 접촉해 있는 위의 종이는 펀칭되는 반면에 상기 펀칭된 종이의 아래에 있는 종이는 절단되지 않고 단지 절취선의 자국만 새겨지도록 펀칭하는 경우가 있다. 이러한 펀칭작업은 예로써 접착라벨(스티커)등의 제조에 필요하다. 이러한 펀칭작업은, 펀치 및 다이판에 최소한의 불균일한 면이 있는 경우에, 대규모 생산에서 대량 손실을 초래하는 것은 명백하다.
본 발명은 하기에 더욱 상세히 설명된다.
다음표에 기재된 조성의 성분과 경도를 갖는 합금강 A,B,C,D,E,F 및 G(합금강 A,B 및 C는 종래발명에 따라 제조되고 합금강 D,E,F 및 G는 본 발명에 따라 제조됨)로 제조된 펀칭판 즉, 펀치 및 다이판들을 사용하여 비교하는 시험은 시간당 7,000행정(stroke)을 수행하는 펀칭머신을 사용하여 실시된다. 430시간동안 실시된 후, 즉 3.01×106행정 후 사광(oblique light)하에서 펀칭판에 펀칭시의 높은 압력-및 인장응력 때문에 펀칭판에 형성된 펀칭 나이프(punching kinfe)의 형태와 일치하는 가벼운 자국이 나타난다. 2개의 펀칭판 즉 펀치 및 다이판의 차이는 식별할 수 없었다. 응력부식 균열에 의한 부식손상 역시 식별되지 않았다.
비교시험은 평균온도가 25℃인 기후실에서 표에 기재된 크롬 합금강으로 제조된 펀칭판을 사용하여 수행되었다. 수증기로 대기를 포화함으로써 샘플표면의 습윤상태가 얻어졌다.
합금강 A,B 및 C의 샘플은 24시간 후에 이미 표면에 가벼운 갈색을 띠었다.
4주일이 경과한 후에는 상기 샘플들은 균일한 짙은 갈색녹을 보여주었다. 녹을 제거한후 4배율의 확대경을 사용하여 식별 가능한 국소 부식이 상기 샘플들의 표면상에서 관찰되었다. 따라서 상기 샘플들은 뒷손질 없이는 펀치판으로 사용될 수 없었다.
합금강 D,E,F 및 G의 샘플의 표면에는 상기 합금강 A,B 및 C의 환경과 동일한 환경하에서 4주 경과후에도 녹이 생기지 않았다.
[표]
Figure kpo00001

Claims (3)

  1. 탄소 : 0.01 내지 1.10
    실리콘 : 0.10 내지 1.00
    망간 : 0.10 내지 1.50
    크롬 : 11.00 내지 17.50
    몰리브덴 : 0.05 내지 1.50
    니켈 : 0.10 내지 10.00
    구리 : 0.10 내지 4.50
    바나듐 : 0.01 내지 0.50
    코발트 : 0.05 내지 1.50
    니오브 : 0.01 내지 0.45
    티탄 : 0.02 내지 1.50
    질소 : 0.003 내지 0.10인 중량%의 성분들로 구성되고 나머지는 철과 생산공정에 따른 불순물로 구성되는 펀치 및 다이판 제조용 크롬합금강.
  2. 제 1 항에 있어서,
    탄소 : 0.28 내지 1.10
    실리콘 : 0.20 내지 1.00
    망간 : 0.20 내지 1.50
    크롬 : 12.00 내지 17.00
    몰리브덴 : 0.07 내지 1.50
    니켈 : 0.10 내지 1.00
    바나듐 : 0.05 내지 0.40
    코발트 : 0.05 내지 1.50인 중량%의 성분들로 구성되고 나머지는 철 및 생산공정에 따른 불순물로 구성되는 펀치 및 다이판 제조용 크롬합금강.
  3. 제 1 항에 있어서,
    탄소 : 0.01 내지 0.06
    실리콘 : 0.20 내지 1.00
    망간 : 0.20 내지 1.50
    크롬 : 11.00 내지 17.50
    몰리브덴 : 0.05 내지 1.50
    니켈 : 3.00 내지 10.00
    구리 : 1.50 내지 4.50
    티탄 : 0.02 내지 1.50
    니오브 : 0.15 내지 0.45
    질소 : 0.003 내지 0.10인 중량%의 성분들로 구성되고 나머지는 철 및 생산공정에 따른 불순물로 구성되는 펀치 및 다이판 제조용 크롬합금강.
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