정밀 금형 단조 설명: 기술 및 이점

항목	설명
가열 온도에 따른 분류	현재 사용되는 정밀 금형 단조 방법에는 고온 정밀 금형 단조, 중온 정밀 금형 단조 및 상온 정밀 금형 단조의 세 가지 유형이 있습니다. 1) 고온 정밀 다이 단조(정밀 단조 또는 미세 단조라고도 함). 블랭크 표면의 심각한 산화 및 탈탄을 방지하기 위해 블랭크는 통제된 분위기에서 가열됩니다. 일반적으로 저산화 화로가 사용됩니다. 블랭크의 표면 산화층의 깊이는 0.011~0.013mm이며, 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 2) 중온 정밀 단조(온간 단조라고도 함). 중온 정밀 단조는 강한 산화를 일으키지 않는 온도 범위 내에서 가열 한 다음 금형 단조를 수행하는 방법입니다. 3) 상온 정밀 다이 단조(냉간 다이 단조라고도 함). 단조 전 블랭크의 가열이 제거되어 산화 문제가 해결되지만, 다이 단조에 필요한 우수한 가소성과 낮은 변형 저항성을 보장하는 것이 과제입니다. 이를 위해 몇 가지 단조 전 연화 및 표면 처리를 적용해야 합니다.
프로세스	정밀 단조품의 표면에는 스케일이 없거나 소량만 허용되어야 하므로 전체 공정에서 스케일을 방지하고 제거하기 위한 노력을 기울여야 합니다. 일반적인 프로세스는 다음과 같습니다. 절단 → 빌렛 청소 → 가열 → 빌렛 제작 → 블랭크 청소 → 가열 → 황삭 단조 → 트리밍 → 황삭 단조 청소 → 가열 → 정밀 다이 단조 → 정규화(또는 어닐링) → 단조 청소 → 트리밍 → 교정(또는 냉간 정삭) → 트리밍
프로세스 이점	1) 단조품은 치수 정밀도가 높고 표면 거칠기가 낮아 가공이 거의 또는 전혀 필요하지 않으며, 일반 정밀 단조품의 공차 여유는 일반 단조품의 약 1/3, 표면 거칠기 Ra는 2.5 ~ 3.2μm입니다 (표 2 참조). 2) 금속 절약, 생산성 향상 3) 금속 구조와 흐름 라인이 우수하여 부품의 기계적 특성이 향상됩니다. 4) 낮은 부품 생산 비용

처리 방법	표면 거칠기 Ra/μm	정확도 등급
다이 단조	10.0~12.5	8~12
정밀 금형 단조	2.5~3.2	6~10

부품 이름	재료 사용률		생산성	기계적 특성
부품 이름	보통	정밀 단조	생산성	기계적 특성
유성 베벨 기어	37%	80%	2.3배 증가	증가
구동 기어(스퍼 원통형 기어)	-	1배 증가	10배 증가	증가
압연기 롤러웨이 베벨 기어	43.30%	64%	12배 증가	개선
증기 터빈 블레이드	-	60% 저장	가공량 40% 감소	-
BT-100 타입 증기 터빈 16단 작동 블레이드	29%	46%	가공량 30% 감소	-
잭 커버	53%	80%	가공량 50% 감소	-

기술적 조치	콘텐츠
정밀 블랭킹	정밀 다이 단조는 빌릿의 기하학적 정확도, 단면 품질 및 중량 공차에 대한 요구 사항이 높기 때문에 정밀 블랭킹 방법을 사용해야 합니다. 일반적인 정밀 블랭킹 방법은 표 5에 나와 있습니다.
최소 산화 가열	정밀 단조 부품의 표면에는 스케일이 없거나 소량만 있어야 하며, 탈탄 층의 두께를 제어해야 하므로 최소한의 산화 가열 방법을 사용해야 합니다. 일반적인 방법으로는 빌릿 표면을 보호 필름으로 코팅하고, 급속 전기 가열 또는 보호 가스 전기 가열을 사용하고, 연료유 또는 가스로 저산화 가열로를 사용하는 방법이 있습니다. 빌릿의 가열 온도는 가능한 한 낮추고 냉간 또는 온간 단조를 수행해야 합니다.
고정밀 금형	정밀 단조 부품의 공차 허용치는 GB/T12362-2003의 정밀도 수준에 따라 결정해야 합니다. 필요한 정밀도 수준의 치수 공차와 표면 거칠기를 달성하려면 고정밀 금형을 사용해야 합니다. 정밀 다이 단조는 종종 모듈식 금형을 사용하며, 이 금형에는 안정적인 가이드 및 이젝트 장치가 있어야 합니다. 금형 정밀도는 단조 정밀도보다 1~2등급 높아야 합니다. 금형 캐비티의 표면 거칠기인 Ra는 0.8um 이상이어야 합니다. 정밀 단조와 일반 단조의 표면 거칠기 및 정밀도 등급 비교는 표 1에 나와 있습니다.
프로세스 요소를 합리적으로 선택하고 제어	금형 온도와 같은 공정 요소를 합리적으로 선택하고 엄격하게 제어해야 합니다, 단조 온도및 윤활 조건 정밀 단조용 일반적인 윤활제는 표 6에 나와 있습니다.

블랭킹 방법	기본 원칙
톱질	활톱, 원형 톱, 밴드 톱 등을 사용하여 금속을 자릅니다.
선회	선반을 사용하여 금속 절단하기
자체 제한 전단	전단 중 축 변형이 제한되어 금속의 응력 상태가 변경되어 전단 균열이 발생하지 않고 소성 변형을 통해 분리될 수 있습니다.
방사형 클램핑 전단	봉재는 방사형 클램핑으로 전단되며, 전단 영역의 금속은 3축 응력을 받습니다.
축 압축 전단	봉재의 양쪽 끝에 축 방향 압력이 가해져 전단 영역의 금속이 3축 압축을 받습니다.
프로그레시브 전단	움직이는 가위와 고정된 가위의 편심 회전을 사용하여 바 주변에서 가위질하기
특수 기계 전단	고급 정밀 봉재 절단기를 사용하여 절단된 결함 재료의 품질이 우수하고 생산 효율이 높습니다.

단조 온도	사용 방법	윤활유
온간 단조(<800℃)	결함이 있는 재료는 인산염 처리로 사전 처리됩니다.	이황화 몰리브덴, 흑연, 수성 흑연
열간 단조	단조품 및 금형 표면에 분사	흑연 오일, 수성 흑연, 유리 윤활제, 이황화 몰리브덴

프로세스 본질	방사형 단조(회전 단조라고도 함)는 블랭크 단면에 두 개 이상의 해머를 배치하여 고속으로 동기 대칭으로 블랭크를 타격하는 방식입니다. 단조 공정 중에는 블랭크와 해머 사이에 상대적인 축 방향 이동과 회전 운동이 모두 발생합니다.
변형 특성	1) 방사형 단조시 각 단조 변형이 매우 작고 변형 영역이 작으며 이동하는 금속의 부피도 매우 작기 때문에 필요한 변형력과 작업이 크게 감소하지만 단위 시간당 단조 타격 횟수 ( "맥동 하중"이라고 함)가 많고 공급이 많습니다. 2) 맥동 하중은 금속 내부와 외부의 마찰을 줄여 변형이 더 균일하고 내부 침투가 용이하며 금속의 가소성을 개선하는 데 유리하여 저소성 합금의 가소성을 2.5 ~ 3 배 증가시킵니다. 3) 방사형 단조 시 열간 단조, 열간 단조, 냉간 단조의 세 가지 방법을 사용할 수 있습니다. 열간 단조의 초기 단조 온도는 일반 금형 단조보다 100~200°C 낮으며, 일반적으로 900~1000°C 사이입니다. 온간 단조의 초기 단조 온도는 200~700°C입니다. 4) 방사형 단조는 일반적으로 단면이 원형, 정사각형 및 다각형 (그림 참조), 복잡한 내부 구멍 모양 또는 내경이 작고 길이가 긴 중공 축 (그림 b 참조)이 될 수있는 다양한 계단식 샤프트를 제조하는 데 사용되며 조립 공정에 사용할 수 있습니다 (그림 c 참조). 중공 부품을 단조할 때 주로 튜브 블랭크의 벽 두께에 따라 맨드릴을 삽입하거나 삽입하지 않을 수 있습니다. 맨드릴이 없는 단조는 튜브 블랭크의 벽 두께와 직경의 비율이 클 때 사용되며, 튜브 블랭크 벽이 얇고 맨드릴이없는 경우 많은 양의 가압으로 접기가 쉽습니다. 방사형 단조의 일반적인 부품
장점	1) 적은 변형력, 높은 공구 수명이 필요합니다: 일반적으로 방사형 단조 샤프트 기계의 스트라이크 횟수는 1800 ~ 3200 회 / 분이므로 생산 속도가 더 높습니다. 2) 단조의 고정밀, 열 단조 치수 정확도는 레벨 6 ~ 7에 도달 할 수 있으며 표면 거칠기 Ra는 3.2 ~ 6.3μm입니다. 냉간 단조 치수 정확도는 레벨 2 ~에 도달 할 수 있습니다. 4, 표면 거칠기 Ra는 0.4 ~ 0.8μm입니다. 3) 균일 한 변형, 낮은 가소성 고강도 합금강 단조 가능 4) 단면이 원형, 정사각형 또는 다각형이 될 수있는 다양한 계단식 샤프트를 단조 할 수 있으며 복잡한 내부 구멍 모양의 중공 축 부품도 단조 할 수 있습니다.

그림 1 롤러 로터리 단조 기계의 개략도 1-외부 링 2-슬라이더 3-Ball 4-해머헤드 5-조정 심 6-클램프 링 7-메인 샤프트 8-공백	그림 2 크랭크 레이디얼 단조 기계의 개략도 1-편심 샤프트 2-커넥팅 로드 3-해머헤드 4-공백
분류	작동 원리
롤러 로터리 단조 기계	회로도는 그림 1을 참조하세요. 해머헤드 4와 슬라이더 2는 메인 샤프트 7의 가이드 레일에 장착되어 메인 샤프트와 함께 회전합니다. 메인 샤프트의 둘레에 균등하게 분포된 볼(3)은 클램프 링(6)에 의해 특정 위치에서 제한되고 외부 링(1) 내부에 장착되어 있습니다. 메인 샤프트가 회전하여 슬라이더가 롤러에 의해 작동하면 슬라이더와 해머헤드가 메인 샤프트의 중앙으로 이동하고 해머헤드가 닫히고 블랭크(8)가 단조됩니다. 메인 샤프트가 회전함에 따라 슬라이더와 롤러가 분리되고 원심력의 작용으로 슬라이더와 해머헤드가 중심에서 멀어지면서 이 과정을 반복하여 반복 타격이 이루어집니다. 해머헤드가 열리면 블랭크가 축 방향으로 공급되어 단조를 형성합니다. 기술 파라미터는 표 9를 참조하세요.
크랭크 방사형 단조 기계	개략도는 그림 2를 참조하세요. 편심 샤프트(1)에 의해 구동되는 커넥팅 로드(2)는 3개의 해머헤드(3)를 왕복 구동하여 블랭크(4)를 타격합니다. 해머헤드는 방사형 이송 운동을 수행하여 단조 스트로크를 변경하고 다양한 단면을 가진 계단식 샤프트를 단조할 수 있습니다. 해머헤드의 반경 방향 이송과 블랭크의 축 방향 이송은 전기 유압 시스템에 의해 제어됩니다. 기술 파라미터는 표 10을 참조하십시오.

매개변수	모델 D21-4.2	모델 D21-7.3	모델 D21-17.5	모델 D24-30
결함 재료의 최대 직경/mm	4.2	7.3	17.5	30
단조 후 최소 직경/mm	1.1	4.1	7	6
스핀들 속도/(r/min)	1200	900	600	270
이송 속도/(m/min)	3.5	2	-	1.44
모터 출력/kW	1.0	1.7	1.7	10
치수(길이 × 너비 × 높이)/mm	1040×730×1300	780×760×1300	780×760×1300	1560×1360×1230
기계 무게/kg	300	465	635	1478

매개변수	D61-80	D61-80A	D63-80
해머 개수/개	3	3	3
타격력/kN	1000	1000	1000
스트라이크 횟수/(횟수/분)	600	600~800	600
단조 가능한 공작물의 최대 직경/mm	80	80	80
위조가 가능한 최대 공작물 길이/mm	1000	1000	1000
직경/mm의 최대 압축량	14	-	14
해머 헤드 조정량/mm	36	40	36
메인 모터 출력/kW	28	40	28
치수(길이 × 너비 × 높이)/mm	3000×3000×4500	2000×1700×3600	3000×3000×6500

매개변수	JD-135	DA65-125	DA65-85
해머 헤드 개수/개	3	2	4
타격력/kN	1000	2500	1200
스트라이크 횟수/(횟수/분)	500	600	600~800
단조 가능한 공작물의 최대 직경/mm	135	125	85
위조가 가능한 최대 공작물 길이/mm	1100	1300	700
직경/mm의 최대 압축량	18	-	-
해머 헤드 조정량/mm	90	50	45
메인 모터 출력/kW	28	55	55
치수(길이 × 너비 × 높이)/mm	1920×1890×4800	5700×3100×1600	9000×9000×2000

일련 번호	이름	제작 과정
1	견고한 스텝 샤프트	기존 선반의 메인 스핀들을 단조하고(그림 1 참조), Φ115mm×730mm 강철 빌렛에서 Φ205mm 헤드를 1t 자유 단조 해머로 스웨이지한 다음 헤드를 방사 단조 기계에 고정하여 로드 부분을 정밀하게 단조합니다. 작업 사이클은 그림 1에 표시되어 있으며, 작업 사이클 1은 푸시 단조에 소량의 환원량(2~4mm)을 사용하여 산화물 스케일을 제거합니다. 5 단계부터 먼저 Φ115mm 빌릿을 Φ96mm로 단조 한 다음 Φ85mm, Φ80mm로 점진적으로 단조합니다. 원래의 자유 단조 공정과 비교하여 각 단조는 11.4kg의 강철을 절약합니다. 그림 1 기존 선반 스핀들 및 작업 사이클의 개략도
2	중공 전환 샤프트	외부 모양과 내부 구멍 모두 계단이 있으며 직경이 큰 것부터 작은 것까지 배열되어 있습니다. 블랭크는 Φ135mm×27mm 40CrNiMoA 이음매 없는 스틸 튜브입니다. 작업 사이클에서 4단계는 Φ105mm로 단조한 다음 5단계는 즉시 탈형하고(그림 2 참조), 6단계는 척이 섹션을 올리고, 7단계는 금형에 다시 들어가 Φ105mm의 하반부를 단조하여 Φ35mm 내부 구멍을 채웁니다. 단조의 마지막 부분이 크게 줄어들기 때문에 두 가지 단조 공정이 사용되며, 첫 번째 단조는 블랭크가 이미 맨드릴을 클램핑한 상태에서 Φ105mm까지, 두 번째 단조는 블랭크가 맨드릴에서 아래로 미끄러지도록 Φ80mm까지 강제로 단조합니다. 그림 2 중공 전이 샤프트 및 작업 주기의 개략도

프로젝트	설명
기술 에센스	그림 1 롤링 확장 작동 원리 1구동 롤러 2-드라이빙 롤러 3-가이드 롤러 4-컨트롤 롤러 5-공작물 6-공백 롤링 익스팬션은 특수 익스팬션 기계에서 고리 모양의 블랭크의 벽 두께를 얇게 하여 내경과 외경을 모두 늘려 필요한 고리 모양의 부품을 얻는 공정입니다. 확장기에는 구동 롤러, 구동 롤러, 가이드 롤러, 제어 롤러의 네 가지 유형의 롤러가 있습니다. 작업 과정은 그림 1에 나와 있습니다. 가열된 링 모양의 블랭크가 구동 롤러 1 위에 놓이고, 구동 롤러 2가 링 블랭크를 회전시키면서 동시에 유압을 받아 방사형으로 움직여 블랭크가 압축되고 늘어나면서 벽 두께가 줄어들고 내경과 외경이 모두 늘어납니다. 가이드 롤러 3은 항상 공작물 위에 놓여 있으며 공작물의 직경이 증가함에 따라 바깥쪽으로 이동합니다. 그 기능은 공작물의 회전을 안정화하고 모양을 만드는 것입니다. 공작물의 외경이 필요한 크기에 도달하면 공작물이 제어 롤러 4에 접촉하여 구동 롤러를 후퇴시키는 신호를 보내 확장을 종료합니다. 전기 모터는 구동 롤러만 회전하도록 구동하고 다른 롤러는 마찰에 의해 회전합니다. 생산 경험에 따르면 가이드 롤러와 주축 사이의 각도 α는 65°보다 커야 하고, 제어 롤러와 주축 사이의 각도 β는 55°보다 커야 합니다.
특성	1) 높은 단조 정밀도, 직경 한계 편차 ±1mm; 금속의 구조와 특성을 개선하여 제품 품질이 우수합니다. 2) 높은 재료 사용률, 높은 생산성 3) 낮은 투자, 좋은 근무 조건
제품 애플리케이션	롤링 익스팬션은 다양한 모양, 크기 및 재질의 링 부품 또는 블랭크 생산에 적합합니다. 현재 압연 링의 직경은 Φ20 ~ Φ10000mm, 높이는 10 ~ 4000mm, 벽 두께는 2 ~ 48mm, 링의 무게는 0.1 ~ 82000kg입니다. 링의 재질은 일반적으로 탄소강, 합금강, 알루미늄 합금, 구리 합금, 티타늄 합금, 코발트 합금, 니켈 기반 합금 및 바이메탈 등입니다. 일반적인 압연 링 제품에는 베어링 링, 기어 링, 기차 바퀴 및 림, 가스 터빈 링, 컬렉터 링 등이 있습니다. 가장 큰 압연 링은 직경 Φ10000mm, 높이 4000mm의 원자로 용기 링입니다. 일반적인 압연 링 제품의 단면 모양은 그림 2에 나와 있습니다. 그림 2 압연 확장 제품의 단면 모양

롤 그루브 유형 a) 개방형 확장 b) 폐쇄형 확장 c) 반개방형 확장 1-드라이브 롤 2-공작물 3-드라이브 롤
콘텐츠		설명
확장형 롤 그루브 유형	개방형	개방형 익스팬더 롤은 그림 A와 같이 주로 직사각형 섹션 링을 롤링하는 데 사용되는 평평한 롤입니다. 고르지 않은 변형으로 인한 넓어짐을 방지하기 위해 그림 C와 같이 자유롭게 회전하는 두 쌍의 원뿔형 롤을 익스팬더에 추가할 수 있습니다.
	폐쇄형	폐쇄형 익스팬딩은 그림 B와 같이 단면이 불규칙한 링을 확장하는 데 사용됩니다.
빌릿 크기 결정		높이가 확장 전후에 변하지 않는 경우 확장 전후의 단조 비율 K는 다음 공식에 의해 계산됩니다. K = (D ₀ - d ₀ ) / (D ₁ - d ₁ ) 공식에서 D ₀ , d ₀ - 링 블랭크의 외경 및 내경 D ₁ , d ₁ - 단조품의 외경 및 내경 개방형 그루브의 경우 K=1.3~1.6을, 폐쇄형 그루브의 경우 K=1.25~1.35를 사용합니다. 큰 공작물의 경우 더 높은 K 값을 사용합니다. K 값을 기반으로 번오프를 고려하여 보링 전후의 동일한 부피 원칙에 따라 블랭크의 크기를 결정합니다.

유형	주요 기능
수직 보링 머신(링 롤링 머신)	일반적으로 400mm 미만의 사양. 기계 본체는 수직으로 배치되지만 적재 및 하역을 용이하게 하고 안정성을 높이기 위해 약간 뒤로 기울어져 있습니다. 롤링 프로세스.
수평 확장기(링 롤링기)	400mm 이상의 사양 크기. 기계 본체는 2 ~ 4 개의 가이드 롤러로 수평으로 설정되고 상부 및 하부면 롤링 롤러, 롤링 확장 크기 자동 제어 또는 디지털 디스플레이가 장착되어 있으며 기계화 된 적재 및 하역 장치가 장착되어 있습니다. 복잡한 구조, 우수한 공작물 품질, 다양한 단면 모양의 롤링 확장이 가능합니다.
멀티 스테이션 익스팬딩 머신(링 롤링 머신)	단조 자동 라인에 주로 사용되는 4 스테이션 확장 기계와 같이 공작물 외경 공차가 크고, 이후 사이징 공정이 필요합니다.

수직 링 압연기 매개변수	공칭 링 롤링 외경/mm	링 롤링 외경 범위/mm	링 롤링 높이/mm	방사형 구름력/kN	롤링 라인 속도/(m/s)	슬라이더 스트로크/mm
	160	50~160	40	50	2.5	60
	250	80~250	60	100	2.3	100
	350	180~350	85	250	2.2	130
	400	200~400	100	300	2	130
	450	220~450	120	350	2.5	180
	500	220~500	200	450	1.6	180
	550	250~550	150	350	3	180
	630	350~630	160	500	1.5	200
	800	400~800	160	650	1.5	200

수평 링 압연기 매개변수	공칭 링 외경/mm	링 외경 범위/mm	링 높이/mm	방사형 구름력/kN	롤링 라인 속도/(m/s)
	630	200~630	160	500	1.3
	1000	350~1000	250	800	1.3
	1600	400~1600	300	1000	1.3
	2500	450~2500	350	1600	1.3
	3000	500 ~ 3000	400	2000	1.3

모델		D52-630	D52-1000	D52-1600	D52-2000	D52-3000
롤링 외경/mm		200~630	350~1000	400~1600	450~2000	500~3000
롤링 높이/mm		160	250	300	350	400
방사형 구름력/kN		500	800	1000	1250	2000
롤링 라인 속도/(m/s)		1.3
모터 출력/kW		110	200	280	355	500
외형 치수/mm	왼쪽 및 오른쪽	5230	7500	9000	10000	12700
	앞면과 뒷면	1900	2200	2500	3500	4100
	지상 높이	2530	3600	3600	4000	4300

모델		D53K-800	DK53-1600	D53K-2000	D53K-3000	D53K-3500	D53K-4000	D53K-5000
롤링 외경/mm		350~800	400~1600	500~2000	500~3000	500~3500	500~4000	500~5000
롤링 높이/mm		60~300	60~300	80~500	80~500	80~500	80~700	80~750
방사형 구름력/kN		1250	1250	2000	2000	2000	2000	2500
축 방향 구름력/kN		1000	1000	1250	1250	1600	1600	2000
롤링 라인 속도/(m/s)		1.3 / 0.4 ~ 1.6
모터 출력/kW	방사형	280	280	500	500	630	630	630
모터 출력/kW	축	2 x 160	2 x 160	2 x 220	2 x 220	2 x 280	2 x 315	2 x 315
치수/mm	왼쪽 및 오른쪽	10000	11000	14500	15200	16000	18500	20000
	앞면과 뒷면	2500	2500	3500	3500	3500	4500	5500
	지상에서 높이	3150	3300	4300	4300	4400	4400	5000

프로젝트	콘텐츠
프로세스 본질	등온 단조와 기존 단조의 주요 차이점은 등온 단조에서는 단조 다이의 온도가 빌릿의 가열 온도와 거의 동일하도록 제어되어 빌릿이 본질적으로 일정한 온도 조건에서 전체 단조 공정을 완료할 수 있다는 점입니다. 이 기술은 금형 담금질 및 재료 변형 경화의 영향을 줄이거나 제거함으로써 변형 저항성이 낮을 뿐만 아니라 성형 공정을 단순화하고 복잡한 부품의 요구 사항을 충족하는 정밀 단조를 생산할 수 있습니다. 따라서 등온 단조는 높은 재료 활용도, 낮은 가공 비용 및 광범위한 응용 분야와 같은 뛰어난 장점을 가지고 있습니다. 기존 단조와 등온 단조의 비교는 다음 그림에 나와 있습니다. a) 기존 단조 b) 등온 단조 1-몰드 2-bank 3단조
특징	등온 성형은 기존의 열 변형 공정 중 빌릿의 온도 변화 문제를 극복함으로써 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다. 1) 재료의 변형 저항을 줄입니다. 등온 성형 공정 동안 빌릿과 금형의 온도가 본질적으로 동일하기 때문에 빌릿의 변형 온도가 감소하지 않습니다. 낮은 변형 속도에서는 재료 연화 공정이 더 충분하여 재료의 변형 저항이 감소합니다. 또한 우수한 공정 및 성능의 다양한 윤활제를 사용하여 변형 저항을 더욱 줄이고 공간을 덜 차지하고 에너지를 절약하는 저전력 장비를 선택할 수 있습니다. 2) 재료의 소성 흐름 능력을 향상시킵니다. 등온 단조의 두드러진 특징 중 하나는 재료의 소성 흐름 능력을 향상시킬 수 있다는 것입니다. 등온 단조 중 빌릿의 온도가 감소하지 않고 변형 속도가 상대적으로 낮기 때문에 재료의 변형 시간이 연장되어 연화 공정이 완전히 수행되고 재료의 소성 흐름 능력이 향상되고 결함을 치유 할 수 있습니다. 이를 통해 좁은 리브와 얇은 배를 가진 복잡한 형상의 성형이 가능하며, 가소성이 낮고 변형하기 어려운 재료를 성형하는 데 효과적인 수단을 제공합니다. 3) 성형의 높은 치수 정확도, 우수한 표면 품질, 균일 한 구조 및 우수한 성능. 등온 단조시 빌릿의 변형 온도가 본질적으로 일정하기 때문에 더 낮은 변형 온도에서 재료를 형성 할 수 있으며 한 번의 화재 성형을 사용할 수 있습니다. 등온 단조 시 빌릿 가열 온도는 기존 열 변형보다 100~400°C 낮고 가열 시간은 1/2~2/3로 단축되어 산화, 탈탄 등의 결함이 감소하고 제품의 표면 품질이 향상됩니다. 빌릿의 내부 온도 분포가 비교적 균일하기 때문에 윤활 조건이 양호하면 빌릿의 변형이 균일 할 수 있으므로 제품 구조가 비교적 균일하여 최상의 성능을 얻을 수 있습니다. 또한 재료의 변형 저항이 낮고 변형 온도의 변동이 적기 때문에 금형의 탄성 변형이 감소하여 제품의 기하학적 치수의 안정성과 제어에 유리합니다. 낮은 변형 속도로 성형하면 재료 연화 공정이 더 충분하기 때문에 성형 부품의 내부 잔류 응력이 작아 냉각 및 열처리 중 성형 부품의 변형이 감소하고 제품의 치수 정확도가 향상됩니다. 4) 긴 금형 수명. 등온 성형, 특히 등온 단조에 사용되는 금형 재료 및 가공 비용은 더 높고 정밀도 요구 사항도 더 높지만 등온 단조 공정 중에 금형은 준 정적 하중, 저압 및 교대 열 응력 조건에서 작동하고 공정 및 성능이 우수한 일련의 윤활제를 사용할 수 있기 때문에 금형 수명이 기존 열 변형 금형보다 높습니다. 등온 성형 부품은 일반적으로 하나의 공정으로 형성되며 한 세트의 금형 만 필요한 반면, 기존의 열 변형은 일반적으로 여러 공정이 필요하며 여러 세트의 금형이 필요합니다. 따라서 전반적으로 등온 단조를 사용하면 금형 수명을 늘리고 금형 비용을 절감할 수 있습니다. 5) 높은 재료 활용도. 등온 단조는 가공 공차를 줄이고 제품 치수 정확도를 개선하여 금속 소비를 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 등온 단조에서 동일한 터빈 엔진 부품을 생산하는 데 사용되는 원료는 기존 열간 단조에서 사용되는 원료의 약 1/3에 불과합니다.
적용 범위	1) 저가소성 소재의 성형. 등온 성형 방법을 사용하면 기존의 변형 방법으로는 가공 할 수없는 가소성이 낮고 변형하기 어려운 재료를 성형 할 수 있습니다. 예를 들어, 변형 온도 범위가 상대적으로 좁은 티타늄 합금, 고온 합금 및 많은 고합금강은 등온 조건에서의 변형이 매우 중요합니다. 등온 성형 방법을 사용하면 코발트-크롬-텅스텐-몰리브덴 합금은 900°C의 변형 온도와 5×10^0 //s의 변형률에서 윤활 없이 60%까지 단방향으로 압축할 수 있으며, 900°C의 변형 온도와 2×10^1 /s에서 회주철은 빌릿에 균열 없이 53%까지 단방향으로 압축할 수 있습니다. 현재 등온 성형 공정은 합금강, 티타늄 합금, 알루미늄 합금, 금속 간 화합물, 복합 재료 및 분말 재료의 성형 및 가공에 널리 적용되고 있습니다. 재료 과학의 발전과 함께 등온 다이 단조 공정은 새롭고 변형하기 어려운 재료의 준비 및 가공에 중요한 역할을 할 것입니다. 2) 고품질 또는 귀중한 재료의 성형. 항공우주 산업의 발전과 함께 구조용 소재에 대한 요구 사항도 증가하고 있습니다. 항공기 및 다양한 최신 제어 장치의 기능을 향상시키기 위해서는 티타늄 및 티타늄 합금, 구리 및 구리 합금, 고온 합금, 복합 재료 등과 같은 고품질 또는 귀중한 재료가 필요합니다. 기존의 열 변형 방법을 사용하여 이러한 고품질 또는 귀중한 소재를 성형하려면 일반적으로 가공 공차를 늘려야 하므로 재료 비용과 가공 비용이 크게 상승하여 불필요한 낭비가 발생하게 됩니다. 예를 들어, 일부 항공기 티타늄 합금 부품은 복잡한 모양과 매우 높은 품질 요구 사항으로 인해 재료 사용률이 약 5%에서 15%에 불과하며 대부분의 재료가 가공으로 인해 스크랩이 됩니다. 또한 티타늄 합금은 가공이 어렵기 때문에 가공 비용과 공구 비용이 다른 소재에 비해 5~10배 이상 높습니다. 그러나 등온 성형 공정을 사용하면 구배각이 작거나 구배각이 없는 단조품과 계단식 단면이 뚜렷하고 전이 반경이 작은 단조품을 성형할 수 있어 가공 공차를 크게 줄이고 재료를 절약하며 비용을 절감할 수 있습니다. 예를 들어 등온 다이 단조 공법으로 제조된 블레이드가 있는 디스크형 부품은 성형 후 절단이 필요하지 않으므로 기존 열 변형 공법에 비해 50% 이상의 재료를 절약할 수 있습니다. 3) 복잡한 고정밀 부품의 성형. 등온 다이 단조 방법을 사용하면 기존의 플라스틱 가공 방법으로는 성형이 매우 어렵거나 불가능한 좁은 리브, 얇은 웹 및 높은 치수 정확도의 복잡한 형상을 가진 구조 부품을 성형 할 수 있습니다. 등온 다이 단조 기술은 기존에 주로 기계 가공으로 제조되던 리벳 및 나사 고정 어셈블리를 대형 일체형 구조 부품으로 대체하여 가능성을 높이고 비용을 절감하며 부품 무게를 경량화하여 항공기 및 우주선의 설계 및 제조에 큰 영향을 미쳤습니다. 4) 저압을 이용한 대형 구조 부품 성형. 등온 조건은 재료 성형에 대한 공정 파라미터의 범위를 확장할 수 있는데, 예를 들어 변형률을 낮추면 재료가 낮은 변형 온도에서 더 높은 가소성을 가지게 되어 성형 압력을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 필요한 고출력 장비가 부족한 경우 변형률을 줄이고 금형에서 빌릿의 유지 압력을 사용하면 대형 구조 부품을 성형할 수 있습니다.

디자인 원칙	콘텐츠
등온 단조	1) 단조품의 절단선 위치 선택. 가급적 플랫 파팅을 사용해야 합니다. 개방 다이 단조의 경우 기존 개방 다이 단조와 동일하며, 폐쇄 다이 단조의 경우 복합 금형을 사용하는 경우가 많으며 단조 후 단조 제거의 용이성을 고려하여 다 방향 평면 분할 또는 곡선 분할을 채택해야합니다. 단조 파팅의 개략도는 그림 1에 나와 있습니다. 그림 1 단조 파팅의 개략도 a) 가드 플레이트 조인트 b) 일체형 터빈 2) 단조 구배 각도 결정. 개방 다이 단조에서 단조 구배 각도는 권장 값에 따라 선택되며 이젝터 장치가있는 경우 더 작은 값을 선택합니다. 폐쇄 다이 단조에서 절단면의 외부 구배 각도 α는 0이고 다른 영역에서는 일반적으로 30'~3°이며 내부 구배 각도 β는 30'~1°30′일 수 있습니다. 폐쇄 다이 단조는 종종 복합 인서트 몰드를 사용하기 때문에 금형 재료의 수축률이 단조 재료보다 크며 인서트와 단조품은 대기에서 냉각 된 후 금형베이스에서 제거되어 인서트를 단조품에서 쉽게 제거 할 수 있습니다. 단조와 인서트의 관계는 그림 2에 나와 있습니다. 그림 2 단조와 인서트의 관계 1-인서트 2-단조 3) 필렛 반경 결정. 필렛 반경은 금속 흐름과 금형 수명에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 등온 단조에서는 다방향 분할 및 다중 삽입 구조로 인해 분할면의 볼록한 필렛 반경이 0이 될 수 있으며 다른 영역에서는 기존 단조와 동일하거나 약간 작습니다. 등온 단조 중에 블랭크가 주로 금형에서 모양으로 눌러지고 큰 필렛 반경이 금속 흐름을 촉진하고 결함을 방지한다는 점을 고려하여 오목한 필렛 반경이 너무 작아서는 안됩니다. 단조 필렛과 파팅 위치 사이의 관계는 그림 3에 나와 있습니다. 그림 3 단조 필렛과 절단 위치의 관계 1-모듈 2-단조 3-금형 4-하부 코어 5-상부 프레스 금형 4) 공차 및 허용 오차 결정. 등온 단조는 주로 비철 성형에 사용됩니다. 금속성형 시 윤활과 보호가 필요합니다. 성형 후 단조 표면의 처리 및 가공에 따라 추가 허용치 추가 여부가 결정됩니다.
등온 몰드	1) 모양이 복잡하거나 기존 단조로 성형하기 어렵거나 여러 번 단조해야 하는 단조품, 등온 단조품으로서 구조 및 성능에 대한 요구 사항이 매우 엄격한 단조품을 선택합니다. 2) 구조, 단조 크기, 후속 처리 요구 사항 및 장비 설치 공간에 따라 개방형 또는 폐쇄형 다이 단조 방법을 선택합니다. 3) 금형의 전체 설계는 등온 단조 공정의 요구 사항을 충족하고 구조적으로 합리적이어야 하며 사용 및 유지 관리가 용이해야 합니다. 4) 단조 금형 부품에는 특수 가열, 보온 및 온도 제어 장치가 있어야하며 등온 단조에 필요한 온도에 도달 할 수 있어야합니다. 5) 특수한 금형이 필요한 특수 단조를 제외하고 금형은 범용적으로 설계되어야 합니다. 6) 다양한 온도에서 금형 부품의 안정적인 성능을 보장하기 위해 금형의 다양한 부품에 사용되는 재료를 합리적으로 선택합니다. 7) 등온 단조 금형의 온도가 높고 열 손실과 장비로의 과도한 전도를 방지하기 위해 금형베이스와 바닥 판 사이에 절연 층을 설정하고 냉각을 위해 상부 및 하부 바닥 판에 수로를 열어야하며 장비의 정상적인 작동과 생산 인력의 안전을 보장하기 위해 전기 절연에도주의를 기울여야합니다. 8) 안내 및 위치 지정 문제를 고려해야 합니다. 등온 단조 다이가 가열로에 배치되기 때문에 다이가 이동했는지 감지 할 수 없습니다. 다이 프레임과 다이 모듈에 안내 장치를 고려하고 내부 및 외부 안내 장치를 조정해야하며 동시에 블랭크가 다이에 배치 될 때 블랭크가 잘못 배치되는 것을 방지하기 위해 포지셔닝 블록을 설계해야합니다.

프로젝트	콘텐츠
프로세스 본질	분말 단조는 분말 야금과 정밀 다이 단조를 결합한 새로운 금속 가공 방법입니다. 냉간 프레스, 소결, 열간 단조 또는 분말의 열간 등압 프레스, 등온 다이 단조 또는 직접 열간 등압 프레스 및 후속 가공으로 형성된 금속 분말을 원료로 사용하여 필요한 모양의 정밀 단조를 생산합니다. 일반적인 분말 단조 공정 흐름은 아래 다이어그램에 나와 있습니다. 일반적인 분말 단조 공정 흐름 일반적인 분말 야금 부품은 기공이 많고, 밀도가 낮으며, 밀도가 보통 6.2~6.8g/cm³입니다. 열간 등방성 프레스 또는 열간 단조 후 부품의 상대 밀도를 98% 이상으로 높일 수 있습니다.
장점	분말 단조용 블랭크는 소결체 또는 압출 빌릿 또는 열간 등방성 압착을 거친 블랭크입니다. 일반 스틸 빌릿을 사용한 단조와 비교할 때 분말 단조의 장점은 다음과 같습니다. 1) 높은 재료 사용률. 프리폼 단조 시 재료 손실이 없으며 최종 가공 공차가 적고 분말 원료에서 완제품까지 전체 재료 사용률이 90% 이상에 이릅니다. 2) 단조의 높은 치수 정확도, 낮은 표면 거칠기 및 복잡한 모양의 단조를 쉽게 얻을 수 있습니다. 분말 단조 프리폼은 산화 방지 가열을 최소화하거나 전혀 사용하지 않으므로 단조 정확도와 표면 거칠기 측면에서 정밀 단조 및 주조 수준을 달성합니다. 최적의 프리폼 형상을 사용하여 복잡한 형상의 단조품을 쉽게 최종 성형할 수 있습니다. 3) 단조품의 기계적 특성 향상에 도움이 됩니다. 분말 입자는 미세한 액체 금속의 빠른 응축에 의해 형성되고 금속 방울의 구성이 모 합금과 거의 동일하기 때문에 분말 입자의 크기 내에서 분리가 제한됩니다. 이는 일반 금속 재료(특히 비고체 상 변환 금속 및 일부 신소재)의 주조 분리 및 고르지 않은 거친 입자와 같은 결함을 극복하여 재료를 균일하고 등방성으로 만들어 단조의 기계적 특성을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 분말 단조에 일정량의 기공과 내포물이 존재하면 단조의 가소성과 인성이 저하 될 수 있습니다. 4) 낮은 단조 비용, 높은 생산성 및 쉬운 자동화. 분말 단조의 원자재 비용과 단조 비용은 일반 다이 단조와 비슷하지만 일반 다이 단조에 비해 치수 정확도가 높고 표면 거칠기가 낮아 가공을 줄이거 나 없앨 수 있으므로 상당한 양의 노동력을 절약 할 수 있습니다. 기어, 스플라인 샤프트 슬리브, 커넥팅 로드 및 기타 가공하기 어려운 부품과 같은 복잡한 모양의 대량 생산 소형 부품의 경우 특히 절감 효과가 큽니다. 5) 금속 분말은 합금하기 쉽기 때문에 제품의 서비스 조건 및 성능 요구 사항에 따라 원료를 설계하고 준비 할 수 있으므로 제품 공정과 재료의 통합에 도움이되는 "공급 된 재료에 따라 가공"이라는 전통적인 단조 가공 모드를 변경할 수 있습니다.
애플리케이션	분말 야금 단조는 일반적으로 다양한 철강 분말 부품에 사용됩니다. 현재 일반 탄소강부터 다양한 저합금강, 스테인리스강, 내열강, 초고강도강, 기타 고합금강 및 고속 공구강에 이르기까지 수십 종류의 강철이 사용되고 있습니다. 예를 들어, 분말 야금 내열강은 성능 향상을 목표로 가스 터빈 디스크에서 테스트되었습니다. 비철 금속 분말 단조는 강철 분말 단조만큼 널리 사용되고 성숙하지 않습니다. 항공 우주 산업에서는 주로 고온 합금 터빈 디스크, 티타늄 합금 팬 디스크 및 알루미늄 합금 항공기 빔 조인트와 같은 고온 합금, 티타늄 합금 및 알루미늄 합금의 분말 단조와 관련이 있습니다.

항목	콘텐츠
원재료 준비	분말 원료는 분말 단조의 성능에 큰 영향을 미치지만 고품질 분말은 비용이 많이 들기 때문에 분말 단조의 다양한 요구 사항에 따라 분말 원료를 합리적으로 선택해야 합니다. 분말 원료에는 종종 이물질 금속 입자 및 비금속 입자를 포함한 다양한 내포물이 포함되어 있으며, 대부분 분말 원료 및 가공 단계에서 유입되며, 특히 기계적 특성에 큰 영향을 미치는 취성 세라믹 내포물이 포함됩니다. 따라서 자기 분리 또는 진공 이중 전극 아크 재용융, 전자빔 냉간 난로 정제 마스터 합금 및 기타 방법을 사용하여 지정된 한계까지 줄일 수 있는 방법으로 분말 원료의 내포물을 제한할 필요가 있습니다. 분말의 입자 크기와 조성은 분말의 물리적 및 공정 특성에 직접적인 영향을 미치므로 품질 관리 항목에 포함되어야 합니다. 자동차 유성 기어 분말 단조 원료의 재료 비율 및 기술 요구 사항은 표 22에 나와 있습니다. 성분에는 프레스 윤활유로 총 손실 시스템 오일과 스테아린산 아연이 포함됩니다. 분말의 가스 함량은 주로 산소 함량을 나타냅니다. 산소는 다양한 분말 합금에 산화물 형태로 존재합니다. 산화물 형태는 다양하며 분말 단조품의 성능에 미치는 영향도 다양합니다. 대부분의 금속 분말은 보관 및 운송 중에 산화되며, 일반적으로 혼합 전에 환원 처리를 거칩니다. 탄소강 또는 구리-몰리브덴 강 분말은 천연가스 또는 석탄 가스를 사용하여 환원하고, 저합금강 및 구리 분말은 분해된 암모니아를 사용하여 환원하며, 크롬, 망간, 바나듐과 같은 원소가 포함된 합금강 분말은 고순도 수소를 사용하여 환원해야 합니다. 환원 처리는 특정 온도에서 수행되며 분말의 잔류 산소 함량을 최소화하기 위해 다양한 공정 파라미터를 조정해야 합니다.
공백 준비	블랭크 설계 중에 단조 중 블랭크의 주요 부분의 응력 및 변형 상태를 신중하게 분석하고 예측하고 단조 균열을 방지하기 위해 블랭크의 기하학적 모양과 크기를 조정해야합니다. 예를 들어, 직선 평 기어의 분말 단조 중에 단조 압력 방향으로 블랭크의 투영은 기본적으로 단조와 일치하며 단조 중에 측면 흐름이 거의없는 높이 압축 만 있습니다. 유성 베벨 기어의 경우 블랭크의 모양과 크기는 그림 1에 나와 있으며, 블랭크 모양은 비교적 간단하고 단조와 매우 다르며 금속 측면 흐름이 크고 단조 변형이 크며 기공 제거 효과가 좋으며 단조 성능을 향상시키는 데 도움이됩니다. 그림 1 유성 기어 a) 공백 b) 정밀 단조 냉간 프레스 금형으로 블랭크를 누를 때 블랭크의 질량 편차를 줄이기 위해 분말 로딩의 부피 또는 질량을 제어해야합니다. 블랭크가 과중하면 분말 단조의 높이가 표준을 초과하고 질량이 충분하지 않으면 분말 단조의 높이가 불충분하거나 밀도가 불충분합니다. 냉간 프레스 중 금형 벽 윤활에도주의를 기울여야합니다. 소결의 목적은 블랭크의 강도와 단조성을 높이고, 단조 중 균열을 방지하고, 합금 구성을 균질화하며, 때로는 산소 함량을 줄이는 것입니다. 소결은 보호 분위기 또는 진공 상태에서 수행됩니다. 예를 들어, 자동차 유성 베벨 기어 블랭크의 소결은 소결 온도 1120-1180°C, 유지 시간 1.5-2.0시간, 보호 가스로서 분해된 암모니아의 유속 1.5-2.0m³/h의 분해 가스가 있는 몰리브덴 와이어 용광로에서 수행됩니다. 블랭크가 소결되는 동안 부피는 줄어들지만 여전히 많은 수의 기공이 포함되어 있습니다. 소결의 치밀화 메커니즘에는 체적 확산, 입자 경계 이동 및 확산 크리프가 포함됩니다. 압출 또는 열간 등방성 프레스로 고온 합금 분말 블랭크를 압출 또는 열간 등방성 프레스로 압착할 때는 암모니아 보호막으로 피복하거나 세라믹 피복에 넣은 다음 진공 상태에서 실온 및 고온 상태에서 가스를 제거한 다음 밀봉 용접, 샌드 블라스팅 및 윤활제 코팅을 한 다음 압출 또는 직접 열간 등방성 프레스를 해야 합니다.
단조	분말 단조를 위한 일반적인 단조 장비에는 마찰 프레스, 크랭크 프레스 등이 있습니다, 유압 프레스, 고속 망치 등 분말 단조는 일반적으로 폐쇄형 다이 단조를 사용하며 개방형 다이 단조는 덜 효과적입니다. 단조 다이 홈의 크기는 단조 크기에 수축률을 더하여 결정됩니다. 단조 다이 그루브의 표면 거칠기는 낮아야 하며 적절한 윤활유도 선택해야 합니다. 단조 전 가열은 일반적으로 보호 분위기에서 수행되거나 고주파 유도 가열을 사용할 수 있으며, 블랭크 표면에 보호제를 도포합니다. 분말 단조의 단조 온도, 유지 시간 및 단조 압력은 기존의 다이 단조를 참조하여 블랭크의 부드러운 변형과 단조의 모든 부분에서 고밀도를 보장하기 위해 결정할 수 있습니다. 분말 단조 부품의 치밀화는 소결 압출, 열간 등방성 프레스 및 소성 성형 공정 중에 발생합니다. 소성 성형 과정에서 분말 입자의 변형이 감소하고 결국 기공이 제거되어 그림 2와 같이 재료가 치밀화됩니다. 실험 결과에 따르면 치밀화의 효과는 온도에 따라 달라지며, 그림 3과 같이 동일한 변형 정도에서 냉간 변형은 고온 변형보다 덜 효과적입니다. 따라서 가열 온도는 분말 단조에서 중요한 매개 변수입니다. 그림 2 소성 변형 중 치밀화 메커니즘 모델 a) 소성 변형 전 소결 결합 b) 소성 변형 후 소성 변형 결합 그림 3 업셋 단조 감소와 밀도 간의 관계 a) 실내 온도 b) 1100°C 파우더 업셋 중에는 다이를 특정 온도로 예열해야 하며, 그렇지 않으면 다이 벽의 냉각 효과가 빌릿 표면층의 밀도 및 기계적 특성에 영향을 미칩니다. 단조 후 분말 단조품은 표면 및 내부 잔류 기공의 산화를 방지하기 위해 보호 분위기에서 냉각해야 합니다.
후속 처리 및 처리	단조 시 짧은 유지 시간으로 인해 빌릿 내부의 공극이 함께 단조되더라도 일부 부품이 아직 완전히 확산 및 결합되지 않은 경우가 있습니다. 이 문제는 어닐링, 재소결 또는 열간 등방성 프레스로 개선하여 완전한 확산과 결합을 보장할 수 있습니다. 분말 단조 부품은 기존 단조품과 마찬가지로 다양한 열처리를 거칠 수 있습니다. 조립 정확도를 보장하기 위해 분말 단조 부품은 때때로 침탄 및 담금질 후 변속기 기어의 톱니를 연마하는 등 소량의 가공이 필요합니다.

구성	Fe	Mo	C(흑연)	Cu	총 손실 시스템용 오일	스테아린산아연
콘텐츠(질량 분율)	나머지	0.38%~0.44%	0.4% ~0.45%	2.00%	플러스 0.1%	플러스 0.4%
기술 요구 사항	습식 및 건식 수소로 어닐링된 입자 크기 100메쉬		플레이크 흑연 분말, 순도 > 98%, 입자 크기 200 메쉬	순도 99%, 200 메쉬 전해 구리 분말	L-AN22	화학적으로 순수하고 가벼운 스테아린산 아연

액체 금형 단조 공정 a) 녹이기 b) 붓기 c) 압력 가하기 d) 배출하기
프로세스 흐름	액체 다이 단조는 용융 금속을 원료로 사용하여 금속 금형 캐비티에 직접 붓습니다. 일정 기간 동안 액체 또는 반고체 금속에 특정 압력이 가해져 결정화되고 약간의 소성 변형이 발생하여 필요한 단조를 얻게 됩니다. 액체 금형 단조의 공정 흐름은 용융, 주입, 금형 폐쇄 및 프레스, 배출의 네 단계로 나눌 수 있습니다(위 그림 참조).
장점	액체 다이 단조는 주조와 단조 사이의 공정 방식으로, 주조와 단조 공정의 장점을 모두 갖추고 있습니다. 1) 액체 다이 단조는 다양한 비철금속, 탄소강, 스테인리스강은 물론 취성 회주철 및 연성 철에 적용 가능하며 현재 비철금속이 더 일반적으로 사용됩니다. 2) 높은 정밀도와 낮은 표면 거칠기로 복잡한 부품을 생산할 수 있습니다. 정밀도는 일반적으로 레벨 3~5에 도달하고 표면 거칠기는 1.6~6.3μm입니다. 3) 금속은 압력을 받으면 응고되고 결정화되어 조밀한 구조와 우수한 기계적 특성을 갖게 됩니다. 4) 충전 및 성형이 용이하여 성형 력이 적고 다이 단조의 약 1/4 ~ 1/3이 필요하므로 프레스 장비의 톤수를 줄일 수 있습니다. 5) 금형 구조가 비교적 간단하고 수명이 길고 재료 사용률이 높으며 생산 비용이 저렴합니다.

분류		도식	특성
플랫 펀치 압력	직접 압력 방식		부품 성형은 다이 캐비티에 부은 금속 액체에서 이루어집니다. 펀치를 누르면 금속 액체가 크게 흐르지 않고 액체 금속이 결정화되어 압력을 받아 수축할 뿐입니다. 압력 가공용 블랭크 및 스루홀 또는 모양이 너무 복잡하지 않은 컵 모양의 두꺼운 벽(5mm 이상) 부품을 제조하는 데 적합합니다.
플랫 펀치 압력	간접 압력 방식		금형이 닫힌 후 금형 캐비티 내부에 부품이 형성됩니다. 이때 펀치의 기능은 용융 금속을 금형 캐비티로 압착하고 펀치와 오목한 금형에 의해 형성된 인게이트를 통해 부품에 압력을 전달하는 것입니다. 성형 방법은 압력 주조와 유사하지만 인게이트가 더 넓고 짧으며 용융 금속이 작업 금형 캐비티로 연속적으로 천천히 압착되어 가압 효과가 향상된다는 점을 제외하면 압력 주조와 유사합니다. 이 공정은 대량, 복잡한 모양 또는 소형 부품 생산에 적합합니다.
불규칙한 펀치 압력	볼록한 펀치 압력		부품 성형은 금형을 닫고 압력을 가한 후에 이루어집니다. 성형 과정에서 금속 액체는 하부 금형 벽과 상부 금형 끝면을 따라 위쪽과 방사상으로 흐르며 금형 캐비티를 채웁니다. 압력이 가해지면 펀치가 부품의 상부 끝면과 내부 표면을 직접 눌러 압력이 더 잘 가해집니다. 벽이 얇고(2mm 이상) 모양이 복잡한 부품을 성형하는 데 적합합니다.
	오목한 펀치 압력		금형을 닫고 압력을 가하면 용융 금속이 오목한 금형의 내벽과 펀치의 오목한 벽을 따라 압력 적용 반대 방향으로 흐르면서 금형 캐비티를 채우므로 축 대칭의 복잡한 모양의 중공 부품에 적합합니다.
	복합 펀치 압력		압력 펀치에는 오목한 홈이 있으며 금형을 닫고 압력을 가하면 대부분의 금속이 움직이지 않고 금속의 작은 부분이 펀치의 오목한 홈을 직접 채우고 압력을 받아 응고됩니다. 플랜지의 액체 단조 부분은 왼쪽 그림에 나와 있습니다.

분류	특성
일반 유압 프레스	일반 유압 프레스는 솔리드, 링형, 관통형, 관형 부품 등 복잡한 형태의 부품을 프레스할 수 있으며, 다소 복잡한 일부 부품의 경우 필요한 공정 장치를 추가할 수 있습니다.
일반 특수 유압 프레스	일반적인 특수 유압 프레스는 일반적으로 일반 수직 유압 프레스를 기반으로 하며, 유압 실린더가 수평 또는 수직 방향으로 설치되고 공정 요구 사항에 따라 일부 매개 변수가 조정됩니다.
범용 특수 유압 프레스	측면 실린더와 보조 수직 유압 실린더가 동일한 수직 유압 프레스에 설치되어 수직 누르는 힘뿐만 아니라 수평 및 수직 클램핑 힘을 모두 제공합니다. 러시아 УЛМ-2 타입 범용 특수 유압 프레스의 성능 및 구조적 매개변수는 표 26에 나와 있습니다.
특수 목적 유압 프레스	표 27은 러시아의 두 가지 대형 부품에 대한 유압 프레스의 매개 변수를 보여줍니다. 그 중 Д0437C는 외부 주조를 사용합니다. П0638은 0.2m/s의 속도로 기둥을 중심으로 회전하는 4 스테이션(주조, 압착, 배출, 세척 및 냉각) 회전 테이블이 있는 3열 유압 프레스입니다.

모델	УЛМ-2
메인 실린더 피스톤 압력/kN	350(800)
메인 실린더 피스톤 복귀력/kN	140
보조 이동 크로스빔 압력/kN	180(370)
보조 이동 크로스빔 반환력/kN	30
측면 실린더 압력/kN	350(800)
측면 실린더 복귀력/kN	30
메인 실린더 스트로크/mm	450
보조 크로스빔 스트로크/mm	355
측면 실린더 피스톤 스트로크/mm	350
메인 실린더 피스톤의 최대 속도/(mm/s)	220
작업대 치수(길이 × 너비)/mm	500×500

모델	메인 실린더 피스톤의 공칭 압력/kN	하단 실린더 배출력/kN	메인 실린더 피스톤의 최대 하강 속도/(mm/s)	스테이션 수	비고
Д0437S	5000	950 500	200	단일 스테이션	수동, 반자동
P0638	6300	950 500	200	4개의 스테이션	수동, 반자동

4 스테이션 다방향 단조 유압 프레스

1-타이로드
2-상부 크로스빔
3-무빙 크로스빔
4-측면 수평 작업 실린더
5-워크벤치

다방향 단조 장비는 주로 일반 유압 프레스를 기반으로 개발 된 다방향 단조 유압 프레스로 구성됩니다. 일반 유압 프레스를 기반으로 두 개의 측면 수평 작업 실린더 4가 추가됩니다. 움직이는 대들보(3), 작업대(5), 수평 측면 작업 실린더에 최대 4개의 모듈(또는 펀치)이 설치되어 폐쇄형 홈이 있는 한 쌍의 금형을 형성합니다. 이러한 유형의 유압 프레스를 위 그림과 같이 4 스테이션 다방향 단조 유압 프레스라고 합니다. 4 스테이션 다 방향 단조 유압 프레스 외에도 일반 유압 프레스와 4 개의 수평 작업 실린더로 구성된 특수 유압 프레스라고하는 6 스테이션 다 방향 단조 유압 프레스가 있습니다.

다 방향 단조 유압 프레스의 금형은 여러 조각으로 구성 될 수 있으므로 여러 분할 표면을 형성 할 수 있습니다. 여러 절단면에 대해 말하면 평면 단조 기계는 다 방향 단조 장비의 한 유형이기도합니다. 평면 단조 기계의 금형에는 두 개의 다이 모듈 (그 중 하나는 고정)과 펀치로 구성된 두 개의 상호 수직 인 절단면이 있습니다. 그러나 평면 단조 기계의 힘은 수평 방향이며 펀치는 공작물을 형성하는 주요 도구입니다. 고정 다이와 움직이는 다이 사이의 클램핑 력은 상대적으로 작기 때문에 단단하고 속이 빈 실린더 및 잘린 원뿔과 같은 간단한 모양을 처리하는 데 더 일반적으로 사용됩니다.

프로젝트	콘텐츠
프로세스 단계	다방향 다이 단조는 그림 1과 같이 여러 개의 절단면이 있는 다이 홈에서 수행됩니다. 블랭크가 스테이션에 놓이면 상부 및 하부 다이 모듈이 닫히고 단조되어 블랭크가 돌출된 숄더를 형성하도록 예비 성형됩니다. 그런 다음 수평 작업 실린더에 설치하면 왼쪽과 오른쪽의 펀치가 압입되고 상부 및 하부 모듈에 의해 형성된 다이 홈에서 예비 성형된 단조가 펀칭되어 필요한 구멍이 형성됩니다. 단조 후 펀치를 먼저 인출한 다음 상부 및 하부 모듈을 분리하고 단조를 제거합니다. 그림 1 다방향 금형 단조 공정 a) 빈칸을 배치합니다. b) 몰드를 닫고 다방향으로 압력을 가합니다. c) 금형을 엽니다(상부 금형이 올라가고, 좌우 펀치가 접힙니다).
일반적인 단조품	다방향 다이 단조의 모양은 그림 2와 같이 다양할 수 있습니다. 그 중 그림 2a는 중공 티타늄 합금 단조품인 항공기 랜딩 기어이고, 그림 2b는 반구형 니켈 기반 합금 단조품이며, 그림 2c는 30CrMo 합금 구조강으로 제작된 대형 밸브 바디 다방향 다이 단조품입니다. 그림 2 일반적인 다방향 다이 단조품 a) 항공기 랜딩 기어 b) 반구형 셸 c) 대형 밸브 본체
장점과 단점	1) 높은 재료 활용도. 다방향 다이 단조는 대부분 폐쇄형 다이 단조를 사용하며 단조품은 속이 비어 있도록 설계 할 수 있으며 매우 작은 단조 테이퍼를 제거하거나 설정할 수 있습니다. 디몰더의 도움으로 단조품을 쉽게 제거할 수 있으므로 많은 재료를 절약할 수 있습니다. 일반적인 다이 단조 공정에 비해 약 50%의 금속을 절약할 수 있으며, 재료 활용도는 40%에서 90%에 달할 수 있습니다. 2) 우수한 단조 성능. 대부분의 형상은 다이 단조로 얻어지기 때문에 금속 흐름 선이 잘 배열되어 대부분 윤곽선을 따라 분포되어 있으며 가공 중에 절단되는 흐름 선이 적어 단조 성능이 우수합니다. 일반적으로 강도를 30% 이상 높일 수 있습니다. 3) 다방향 다이 단조는 종종 한 번의 가열로 완료되므로 가열로 인한 결함 및 손실을 최대한 방지합니다. 이는 고합금강, 니켈 기반 합금 및 티타늄 합금과 같이 단조 온도 범위가 좁고 가격이 비싼 소재의 경우 매우 중요합니다. 다방향 다이 단조를 사용하면 가열 횟수와 산화 손실이 줄어들어 비용이 절감되고 품질이 향상되어 기계화에 도움이 됩니다. 로봇 팔을 장착하면 노동 강도를 크게 줄일 수 있습니다. 4) 넓은 적용 범위. 다 방향 다이 단조는 다양한 복잡한 모양의 단조를 처리 할 수 있으며 단조의 크기와 재료에 대한 제한이 적습니다. 다 방향 다이 단조는 재료의 가소성을 향상시킬 수 있기 때문에 일반 금속 재료 외에도 고 합금강, 니켈-크롬 합금 등을 단조 할 수 있습니다. 다방향 다이 단조에는 몇 가지 단점도 있습니다. 첫째, 블랭크의 전단 품질이 높아야 하고 블랭크의 크기와 무게가 정밀해야 하며, 둘째, 블랭크 가열 후 산화 스케일을 최대한 피해야 하며, 블랭크의 산화 가열을 줄이거나 없거나 산화 스케일을 제거하는 장치를 설치해야 하고, 또한 견고한 고정밀 특수 장비를 사용하거나 일반 장비에 특수 다이 단조 장치를 추가해야 합니다.

항목		설명
프로세스의 본질		크랭크샤프트 자체의 형상 특성을 활용하여 벤딩 업셋 공법을 사용하여 금형에서 각 굴곡을 단조합니다. 자유 단조 크랭크샤프트에 비해 벤딩 업셋 공법을 사용하여 크랭크샤프트를 생산하면 빌렛의 중심선과 크랭크샤프트의 축이 본질적으로 일치하면서 금속 섬유가 단조품의 외부를 따라 연속적으로 분포할 수 있습니다. 가공 후 금속 섬유는 절단되지 않으며 빌릿 코어의 분리 및 내포물과 같은 결함이 노출되지 않습니다. 또한 더 미세한 빌릿을 사용할 수 있어 크랭크샤프트의 기계적 특성이 향상됩니다. 또한 가공 공차를 크게 줄여 약 34%의 금속을 절약하고 가공 시간을 28% 단축하며 불량 감소, 생산성 향상, 노동 강도 감소 등의 장점이 있습니다.
처리 방법	RR 업셋 방법	RR 업셋 방식은 1940년대 프랑스에서 개발된 크랭크 샤프트 벤딩 업셋 방식으로, 그 작동 원리는 그림 1과 같습니다. 경사진 표면을 가진 슬라이딩 다이 프레임을 사용하여 단조 프레스의 프레스 힘을 업셋 공정 내내 일정하게 유지되는 수평 업셋 힘으로 변환하며, 이는 프레스 톤수의 약 0.4배에 달합니다. 그림 1 RR 크랭크축 벤딩 업셋 장치 작동 원리 다이어그램 1-상부 다이 프레임 2-클램핑 실린더(4개) 3-포지셔닝 클램핑 모듈 4-슬라이딩 다이 프레임(좌, 우 각 1개) 5-하부 펀치 6-이젝터 실린더 7-단조 8-베이스 플레이트 9-사이드 실린더(2개) 10-클램핑 모듈 11-상부 펀치 크랭크 샤프트를 단조 할 때 먼저 강철 잉곳을 둥근 막대로 단조하고 냉각 한 다음 크랭크 샤프트의 메인 샤프트 넥과 크랭크 핀에 해당하는 부품을 꺼내 계단식 샤프트를 형성합니다. 스텝의 깊이는 일반적으로 10 ~ 15mm이며 크랭크 암의 금속 양은 계산에 의해 결정됩니다. 그런 다음 두 개의 크랭크 암으로 형성 될 금속을 국부 가열로에서 가열합니다. 블랭크를 금형에 넣은 후 상단 펀치 11과 하단 펀치 5를 닫습니다. 이때 모듈 3과 10은 메인 샤프트 넥을 고정하고 상부 및 하부 펀치도 크랭크 핀을 단단히 고정하여 암 업셋(단조 성형의 첫 단계)으로 인해 두꺼워지는 것을 방지합니다. 왼쪽 및 오른쪽 슬라이딩 다이 프레임 4를 사전 설정 (단조 성형의 두 번째 단계)으로 이동합니다. 어느 정도 프리 셋업 후 상하 펀치를 누르면서 업셋을 시작하고 크랭크 핀을 원래 위치에서 크랭크 샤프트 스트로크 반만큼 이동하면 크랭크 암도 모듈에 형성됩니다 (단조 성형의 세 번째 단계). 크랭크 샤프트의 한 번의 굽힘 업셋이 완료됩니다. 마지막으로 상부 및 하부 금형을 열고 한 굽힘의 형성된 단조 블랭크를 꺼낸 다음 다음 굽힘을 가열합니다. 크랭크샤프트 끝의 플랜지도 이 장치에서 업셋할 수 있습니다. 두 번째 벤드 및 후속 벤드를 업셋할 때 이전 벤드를 사용하여 포지셔닝 몰드에 배치하여 한 번에 하나의 벤드(또는 플랜지)를 형성하고 전체 크랭크 샤프트를 단조할 수 있습니다.
	TR 업셋 방법	디젤 엔진의 발전과 지속적인 생산 관행으로 RR 업셋 공법의 업셋력이 충분하지 않다는 것이 밝혀졌고, 대출력 중속 디젤 엔진 크랭크샤프트 단조에는 일반적으로 50000kN 이상의 대형 단조 프레스가 필요하게 되었습니다. 이러한 이유로 1950년대 폴란드에서 TR 벤딩 업셋 공법이 성공적으로 연구되었습니다. 원리는 RR 벤딩 업셋 방식과 동일하지만 벤딩 업셋 장치(금형)의 구조가 더 우수하여 훨씬 더 큰 수평 업셋 힘을 낼 수 있습니다. 벨 크랭크 메커니즘을 통해 프레스의 압력을 수직 굽힘 힘과 수평 업셋 힘으로 분해하여 보다 합리적인 힘의 분배가 가능합니다. 업셋 과정에서 벨 크랭크 α의 각도가 점차 감소함에 따라 수평 업셋력은 점차 증가하여 그림 2와 같이 업셋이 끝날 때 프레스 공칭 톤수의 약 1.2배에 달하는 최대치에 도달합니다. 그림 2 업셋 힘과 벨 크랭크 각도 α의 관계 N _p - 톤수 F를 누릅니다. _p - 수평 뒤집기 힘 F _h - 이론적 업셋 저항 수평 업셋 힘의 추세와 크랭크 암의 성형 저항 변화는 일관성이 있습니다. 따라서 TR 벤딩 업셋 장치는 더 작은 프레스 톤수가 필요하며 RR 벤딩 업셋 장치로 단조 할 수있는 것보다 훨씬 큰 크랭크 샤프트는 동일한 톤수의 프레스로 단조 할 수 있습니다. 또한 TR 벤딩 업셋 장치는 구조가 간단하고 설치 및 해체가 용이하며 가볍고 일반 유압 프레스로 크랭크샤프트를 단조할 수 있으며 금형 제거 후 자유 단조도 가능합니다. 이러한 장점으로 인해 TR 벤딩 업셋 장치는 점차 RR 벤딩 업셋 장치를 대체하고 있습니다. TR 벤딩 업셋 장치의 작동 원리는 그림 3에 나와 있습니다. 엘보 메커니즘 7은 상부 다이 프레임 1 (C- 프레임)과 상부 다이 모듈 6 사이에 연결되며 힘을 분해하고 전달하는 핵심 구성 요소로 엘보, 상하 지지 샤프트, 상하 반 샤프트 슬리브 등 4 세트로 구성됩니다. 수직 구성 요소 F_v 엘보 메커니즘으로부터 상부 다이 모듈(6)과 하부 다이 모듈(10) 사이의 단조품(2)과 수평 부품(F)을 클램핑합니다._h 두 모듈의 측면을 통해 빌렛을 단조합니다. 상부 및 하부 모듈의 클램핑과 동기식 이동은 자체 잠금 장치에 의해 보장됩니다. 하반부 몰드는 베이스 플레이트 13의 가이드 홈으로 미끄러집니다. 상부 및 하부 모듈의 초기 위치는 제한 나사 14에 의해 조정되고 배치됩니다. 그림 3 TR 크랭크축 벤딩 업셋 장치 작동 원리 다이어그램 1-상부 다이 프레임 2-단조 3-상부 펀치 4-조정 패드(1) 5-수직 유압 실린더 6-상부 다이 모듈 7-엘보우 8-조정 패드(2) 9-상부 유압 실린더 10-하부 다이 모듈 11-타이 로드 12-하부 앤빌 블록 13-베이스 플레이트 14-리미트 나사 포크형 벤딩 상부 펀치(3)는 상부 다이 프레임 상단에 설치되어 설치 및 해체가 용이합니다. 벤딩 업셋이 시작되면 블랭크의 크랭크 핀 위치에서 포크되어 봉재를 밀어 구부린 후 고정된 하부 앤빌 블록(12)에 최종적으로 형성됩니다. 상부 다이 프레임은 주요 하중 지지 구성 요소이며 상부 다이를 지지하며 타이로드 11과 함께 폐쇄형 하중 지지 시스템을 형성합니다. 조정 패드 8과 4는 다른 크랭크축으로 교체하여 업셋량과 오정렬을 조정할 수 있습니다. 4개의 상부 유압 실린더(9)는 상부 다이 프레임 상단의 외측에 설치되며, 체인과 풀리를 통해 상부 다이 프레임에 상부 다이 모듈을 걸고, 주로 상부 다이 모듈을 제자리에 고정하여 기울어짐과 미끄러짐을 방지하여 상부 다이 모듈을 원활하게 제거하기 위해 업셋 끝에서 상부 다이 모듈을 유지합니다. 수직 유압 실린더 5는 상부 오일 실린더의 균형을 지원합니다. 탈형 후 상부 유압 실린더와 수직 유압 실린더의 압력이 낮아지고 상부 다이 모듈은 중력의 영향을 받아 부드럽게 초기 위치로 돌아갑니다. 하부 다이 모듈은 리셋 실린더에 의해 리셋됩니다. 하부 다이 모듈의 크랭크 암 성형 슬롯의 바깥쪽에 두 쌍(4개)의 블록이 설치됩니다(그림 4 참조). 한편으로는 금속이 크랭크 암의 단축 축으로 흐르는 것을 방지하고, 다른 한편으로는 상부 다이 모듈이 들어 올려지고 단조가 더 이상 접촉하지 않는 경우에만 블록이 단조에서 이탈하여 탈형 기능을 수행합니다. 그림 4 크랭크 암 성형 블록 다이어그램 1-상부 모듈 2-단조 크랭크 암 3-스톱 블록 4-핀 5-스프링

정밀 금형 단조 설명: 기술 및 이점

I. 정밀 금형 단조

1. 정밀 금형 단조의 분류, 공정 및 장점

2. 정밀 금형 단조와 일반 금형 단조의 기술 및 경제 지표 비교

3. 정밀 금형 단조의 주요 기술적 조치

II. 방사형 단조

1. 방사형 단조 공정의 본질, 변형 특성 및 장점

2. 방사형 단조 장비의 분류 및 작동 원리

3. 방사형 단조 공정 예시

III. 롤링 및 확장

1. 롤링 및 확장 프로세스의 본질, 특성 및 적용 분야

2. 롤링 확장 프로세스

3. 보링 머신 유형 및 주요 기술 파라미터

IV. 등온 단조

1. 등온 단조의 본질, 특성 및 적용 범위

2. 등온 단조 및 금형 설계의 원리

3. 등온 단조용 금형 장치

V. 분말 단조

1. 분말 단조의 본질, 장점 및 응용 분야

2. 분말 단조의 주요 공정에 대한 요구 사항

VI. 액체 다이 단조

1. 액체 금형 단조의 공정 흐름 및 장점

2. 액체 다이 단조 공정 방법의 분류 및 특성

3. 유압 단조 장비의 분류 및 특성

VII. 다방향 단조

1. 다방향 단조 장비

2. 다방향 단조 공정 및 일반적인 단조 공정

VIII. 크랭크샤프트 벤딩 업셋 단조 공정(풀 파이버 단조)

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