Transcript 내소착성
소성가공유 선정방법 BIT 범우기술연구소 내 용 1.고려사항 2.조사항목 및 목적 3.선택시 주요 Point 4.가공유 선정 순서 1.고려사항 금속가공(PRESS,STAMPING,FORMING)에 있어서의 다양한 조건, Factor는 문제 해결 시에 필히 고려되어야 한다. 1)Deep Drawing 공정, 형상,크기,Die 표면조건, 최종 소부압력, 금속재질, 가공기계의 종류,작업조건 등 서로 연관성이 있으나, 가공유가 가장 연관성이 있어 간과해서는 안 되는 요소이다. 2)비록 가공유가 모든 문제를 해결할 수는 없지만, 가공유에 의한 성능향상은 기대치 이상일 수 있다. 3)Stamping Oil의 최적 선정은 최종품의 품질 및 Die의 Tool Life 향상, 후 가공에서의 문제해결, Total Cost 감소효과를 달성할 수 있다. 4)잘못된 Oil 선정은 상기에서 언급된 것 외에 다른 문제를 야기할 수 있다. 2.조사항목 및 목적 모든 항목을 확인할 수 없지만 최적의 가공유를 선정하기 위해서는 자세한 정보가 요구됩니다. 조사항목 목적 가공종류 1차적인 가공유 선정 가공내용 (가공형상 및 공정수) 가공난이도 파악 -파단면 -Drawing비 (깊이/폭) -가공단수 -Ironing여부 Oil의 실제 적용시 Data Base 필요 가공재질 가공의 난이도,. 녹/부식 정도 기계종류,가공유 급유방식 적정 점도의 선택 프레스 속도(S.P.M) 얇은 판 Stamping, Punching 가공시 점도 결정 금형재질,표면처리 Die 표면의 소착 및 Tool마모 후 공정 -보관조건 -가공부위의 용접여부 -세정방법 Oil의 2차성능을 결정 -부적절한 장소에서의 녹,부식 -열에 의한 가공유의 악 영향 -보관조건,용접과 관련이 있는 세정방법의 결정 3.선택시 주요 Point 윤활성능은 Oil 선택시 가장 중요한 항목이며, 방청성, 부식방지성은 가공시, 용접성과 세정성은 가공 후에 고려될 사항이다. 1)가공종류 성형가공 타발가공 Bending U-형태,V-형태 Strech Forming 외부직경의 Drawing을 동반하지 않음 Deep Drawing 직경의 감소를 동반 Drawing 깊이는 3개의 요소로 구분 Shallow : H/D<1 Deep : H/D>1 Extra Deep : H/D>1.5 Ironing 판 두께를 얇게 가공 통상, Deep Drawing을 수반하는 경우도 있음 Punching (<0.5t) Motor-core, IC Leadframe, 공조부품 등 증발성,윤활성이 좋은 타입을 적용 Punching (>0.5t) 일반 Punch, Die의 간격이 큼 전단면은 30% 이하 정밀 전단면이 크고, 표면양호 1-1)가공종류에 따른 유제 선정 Bending 두께가 두꺼울수록 고점도 Oil적용 윤활계수(Load-carrying capacity)가 좋아야 소부방지 Four Ball test : 내하중 8kg/cm2이상 Bulging 저점도 타입의 유성형이 적당 마모을 방지할 정도의 윤활성이면 OK Deep Drawing 고점도 Oil : 드로잉비가 증가할수록 Extra Deep : H/D>1.5 : E.P제,고 윤활계수 Ironing 내하중성이 좋고 방청성이 양호할 것 Punching (<0.5t) 저점도(5mm2/s), 타발속도가 빠를 경우 : 고인화점 Punching (>0.5t) 정밀타발의 경우 내하중성,방청성,내부식성이 우수할 것 성형가공 타발가공 2)재질에 따른 유제선정 2-1)재질과 가공의 관계 항목 난이성 (주요관심 사항) 성형 기계적 성질면에서 어려운 가공 고인장,신축이 적은 재질 :Titanium 가공 경화된 재질 : Aluminium, STS 반면에 Gold, Copper는 가공이 쉬움 *성형이 어려운 재질일수록 점도는 고점도형 OIl 적용이 바람직 소착 재질과 표면조도에 관계 Al합금,Chromium합금,STS,Tiyanium합금,Niobium의 경우 발생 -공구재질의 친화성에 기인함 표면조도가 낮을수록 긁힘 발생율이 높다 *유성제와 극압제가 다량 함유되고 내하중성이 우수한 유제의 적용이 바람직 두께 두께가 두꺼워 질수록 가공열 발생은 증가한다 저점도 오일 적용시 고온에 의해 유막이 파손됨 * 고점도 혹은 극압성이 높은 유제의 적용이 바람직 2-2)재질과 녹,부식의 관계 재질 Carbon Steel Zinc Coated Steel 주요 Point 염소화합물과 수분의 작용에 고온다습한 조건 : 적청 발생 *방청첨가제가 다량 함유된 유제 적용이 바람직하고, 필요이상의 염소화합물이 함유된 유제의 사용을 피할 것 Zinc층이 수분에 의해 발생 *염소화합물이 다량 들어간 유제의 사용을 피할 것 Copper 유황화합물에 의해 흑청 발생.(활성황의 경우 심함) 대기중의 아황산가스,황화수소에 의해 발생 *방청첨가제가 함유된 유제의 적용이 바람직 Aluminium 강산,강알카리 조건하에서 부식 *지방산,유지의 함량이 높은 유제의 적용을 피할 것 STS Austenite계 STS(SUS304,SUS316)은 내부식성이 우수 Ferritic계 STS(SUS430)는 염소에 의해 발생 2-3)재질과 점도의 관계 재질 두께(mm) 비고 <0.5 0.5~1.0 1.0~3.0 >3.0 전기강판 ~3.0 ~5.0 - - (1) 탄소강판 ~3.0 ~5.0 ~10.0 ~100.0 (2) 표면처리강판 (Zn,Pb) ~3.0 ~20.0 - - (3) STS,Titanium ~10.0 ~20.0 ~100.0 ~500 (4) 인청동, 은 ~5.0 ~25.0 ~100.0 - (5) Copper(합금) ~5.0 ~10.0 ~25.0 - (6) Aluminium ~5.0 ~10.0 ~15.0 - (7) 1)저점도 : 타발속도가 높을수록 저점도 타입의 유제가 적당 2)Fine-blanking 작업시 내하중 15kg/cm2이상의 고윤활성 3)백청 발생을 억제하기 위해 방청첨가제 함량이 높을 것 4)공구의 융착을 막기 위해 내하중성이 높을 것 5)고경도의 경우 내하중성이 높을 것 6)황화합물의 적용을 피할 것 7)염소화합물이 배합된 저점도 유제가 적당 3)가공속도와 점도와의 관계 타발가공의 경우, 고점도 유제는 Double-punching을 야기하는데 타발속도와 관계가 있다. 타발속도(S.P.M) 점도(40℃,mm2/s) < 50 < 100.0 50~100 < 60.0 100~300 < 40.0 300~400 < 10.0 >400 < 5.0 4)금형재질과 표면처리,내마모성,내소착성 관계 4-1)금형재질과 내마모성,내소착성 내마모성 (Anti-Wear) 내소착성 (Anti-Seizure) Cast Iron, Steel 나쁨 양호 탄소공구강(SK종) 나쁨 나쁨 합금강(STC종,STD종) 적당 적당 고속도강(SKH종 외) 양호 양호 초경합금 우수 우수 금형재질 탄소공구강 : C,SI,Mn,P,S, 합금강 : C,SI,Mn,Cr,W 고속도강 : 탄소공구강+Cr,Mo,W,Co 초경합금 : 탄화물분말(WC)소결(WC-Co) 4-2)표면처리된 금형과 내마모성,내소착성 내마모성 (Anti-Wear) 내소착성 (Anti-Seizure) 피복물질 Hard-Chromium 적당 적당 - 질화(Nitriding) 적당 적당 - 플라즈마 코팅 양호 적당 TiN,TiCN,TiC 금형재질 PVD(물리증착법) 우수 (2배) TiN,TiCN,TiC CVD(화학증착법) 우수 (2~5배) TiN,TiCN,TiC 매우 우수 (~10배) VC,CrC TD(침투화학법) PVD : 진공내 피복재 증발,이온화시켜 제품에 박막형성 피복 CVD :고온에서 금속의 증기와 가스(CH4,N2)의 화학반응 이용한 피복 TD : 염욕 중에서 금속중의 탄소와 성분원소를 반응시켜 박막형성 5)후 공정에서 본 유제선정 후 공정에서의 주요 문제점은 아래와 같으며, 상호 연관성이 있다. -보관시 : 발청,부식,오일 누유 -용접시 : 남아있는 Oil이 열에 의한 Tar화 및 극압제의 분해로 인한 가스생성 부식,발청 -세정불량에 따른 도금 및 페인트 탈락 5-1)발청,부식 외부요인 : 수분 / 온도, 먼지, 대기 중 아황산가스 – 방청첨가제 요구 내부요인 : 첨가제 – 방청첨가제 요구 비철금속의 경우에도 방청첨가제가 요구 5-2)융착 극압첨가제가 다량 함유된 유제는 가공시의 고온에서 타게 되고 이로 인해 첨가제가 소재표면에 잔류되어 융착 발생 또한 금속표면에 부식을 발생시키기도 한다. 점도가 높고 극압제가 많이 함유된 유제는 고온에 의해 쉽게 Tar화가 된다. 5-3)세정불량 오일의 점도가 상승하게 되면 세정은 더욱 힘들게 된다. 오일스테인(Oil Stain)은 비록 산화방지제가 함유되어 있어도 설파이드 (Sulfide)화물과 유지(동,식물성)에 의해 발생한다. 저점도 오일이 고점도보다 유리하다. 직사광선,자외선을 피해 보관해야 한다. 5-4)세정불량에 따른 도금 및 페인트 탈락 4.가공유 선정 순서 1)사전조사 2)가공의 종류, 방법, Oil종류 3)가공재질과 후 공정 연관성 4)소재두께, 기계종류, 가공속도, 금형재질에 따른 적정 점도의 선택