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본 연구는 자동차용 프레스 금형강재로 대표적으로 사용되고 있는 냉간 금형강재인 STD11소재의 열처리공정에서 가열과 냉각의 반복과정 중에 발생되고 있는 소재 치수변화 현상을 실험적 자료를 통해 검증하고 이 자료를 기초로 하여 소재가 지니고 있는 열적 특성변화에 의한 치수 변화량을 최소화 할 수 있는 방안을 찾아내는데 목적이 있으며 또한, 냉간 금형강재인 STD11의 내구성 향상을 위한 PVD코팅 적용시 열처리 및 질화처리와 코팅처리 온도와의 상관관계를 분석하여 최적의 코팅작업 조건을 설정하고 이 조건을 통하여 품질의 안정화 및 내구성을 향상하기 위한 방향성을 제시하였으며 본 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 금형소재를 선정할 때 재질의 조건, 재료의 종류, 화학조성, 표면경도, 제조 회사 등이 매우 중요함을 알 수 있다. 2. 열처리 치수변형은 금형 제작공정별 고려사항 준수여부에 따라서 치수변화 량을 최소화 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 3. 담금질처리 후 뜨임처리의 경우 460℃ 이하의 온도에서는 재료의 압연방향 과 폭 및 두께방향에 관계없이 치수변화(...

본 연구는 자동차용 프레스 금형강재로 대표적으로 사용되고 있는 냉간 금형강재인 STD11소재의 열처리공정에서 가열과 냉각의 반복과정 중에 발생되고 있는 소재 치수변화 현상을 실험적 자료를 통해 검증하고 이 자료를 기초로 하여 소재가 지니고 있는 열적 특성변화에 의한 치수 변화량을 최소화 할 수 있는 방안을 찾아내는데 목적이 있으며 또한, 냉간 금형강재인 STD11의 내구성 향상을 위한 PVD코팅 적용시 열처리 및 질화처리와 코팅처리 온도와의 상관관계를 분석하여 최적의 코팅작업 조건을 설정하고 이 조건을 통하여 품질의 안정화 및 내구성을 향상하기 위한 방향성을 제시하였으며 본 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 금형소재를 선정할 때 재질의 조건, 재료의 종류, 화학조성, 표면경도, 제조 회사 등이 매우 중요함을 알 수 있다. 2. 열처리 치수변형은 금형 제작공정별 고려사항 준수여부에 따라서 치수변화 량을 최소화 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 3. 담금질처리 후 뜨임처리의 경우 460℃ 이하의 온도에서는 재료의 압연방향 과 폭 및 두께방향에 관계없이 치수변화(dimension change)는 적었으며, 고 온 510~550℃ 부근의 온도에서는 그 변화량이 최고 +1.2mm까지 변화함을 알 수 있다 (Fig. 9). 즉, 그래프선도(Fig. 1)에서 열처리 전 페라이트(ferrite) 와 시멘타이트(cementite)조직에서 뜨임후 완전한 마르텐사이트(martensite) 조직으로 변화하며 고온템퍼링(high-tempering)을 3회 처리시 잔류 오스테 나이트량을 1% 이내로 할 수 있다(Fig. 11). 4. 경도(Hardness) 역시 460℃ 부근에서 HRc 58을 유지하다가 530℃부근에서 HRc 56으로 약간 떨어짐을 알 수 있다(Fig. 10). 5. 고온뜨임(tempering)처리시 최소 2~3회 처리해야 복합코팅(duplex-coating) 공정의 하나인 질화공정에서 추가 열 변형으로 인한 치수변화를 방지할 수 있으며 최적의 PVD 코팅 품질을 얻을 수 있다. 즉, 템퍼링 온도와 질화 처 리 온도와의 상관관계가 있음을 본 연구를 통해 알 수 있다.

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