모델링재료를 이용한 축대칭형 돔형상의 폐쇄단조 성형 연구 (I)

An Experimental Study on Forming an Axi-Symmetric Dome Type Closed-Die Forging Product Using Modeling Material(I)

본 연구에서는 모델링재료를 이용한 AISI4130축대칭 도움형상의 열간 단조 공 정 설계 방안을 이룩하기 위한 실험을 수행하였다. 본 실험에 사용된 모델링 재료는 Van Akan International사 제품의 Plastalina를 이용하였다. 모델링재료와 실제 재 료 사이의 상사성을 검토하기 위해 압축실험을 수행하였는데 압축 실험시 모델링재료 와 평다이 사이의 마찰력을 줄이기 위해 베이비파우더, 휴지, 바셀린, 테프론테잎 등 을 이용하였으며 램 속도, 온도, 그리고 변형률도에 따른 응력 변화를 검토해 보았다. 열간 공정시에 수반되는 금형과 공작물 사이의 마찰력을 알아보기 위해 앞에 열거한 윤활제를 이용한 링실험을 수행하여 전단마찰계수(m) 값의 변화를 알아보고 폐쇄단조 시 주요한 설계방안을 검토하기 위해 플래쉬를 갖는 폐쇄단조 실험을 수행하였다. 이 실험에서는 폐쇄단조시 중요한 설계변수 중의 하나인 플래쉬 두께 대 폭비, 플래쉬 부를 통한 체적손실, 그리고 원기둥모양의 초기 단조 시편 형상비 등에 따른 설계방안 을 검토하여 기존 참고문헌에 나와 있는 결과들과 유사성을 검토하였다. 이와같은 실험 결과를 체계적으로 확립하고 고강도강 대형 단조품생산에 필요한 단조하중 예측, 예비성형체 설계, 성형성 연구등에 대한 응용성을 검토하고자 한다.

An experimental study on forging an axi-symmetric dome type of AISI4130 was carried out using modeling material. In order to verify the validity of the experimental data, a similarity study between plasticine and AISI4130 has been made. Friction conditions were characterized by ring test for the various lubricants. For the closed-die forging experiments of an axi-symmetric dome type of AISI4130 using the plasticine, various cylindrical billets with different aspect ratios were forged and different flash width to thickness(W/T) ratios were used in order to determine the optimum forging conditions. As W/T ratios decrease forging loads decrease while excess volumes increase. It was found out that the experimental results reproduce the similiar results available in the literature. As a result of these experiments, it was construed physical modeling is an excellent tool for forging process simulation at a practical level.