자동차의 차체는 생산성과 성형성을 고려하여 프레스금형의 상·하 운동을 이용하여 4개의 공정을 거쳐서 성형이 완성된다. 이 때 금형은 한 모델의 자동차 생산이 초기부터 끝날 때까지 사용하고, 고장력강판이 차체에 적용됨에 따라 프레스금형의 내마모성의 중요도는 더욱 증대되어, 내마모성 향상을 위한 표면열처리 기술 개발이 요구되고 있다. 과거에는 화염열처리, 고주파열처리가 적용되었으나 균일한 열처리, ...
자동차의 차체는 생산성과 성형성을 고려하여 프레스금형의 상·하 운동을 이용하여 4개의 공정을 거쳐서 성형이 완성된다. 이 때 금형은 한 모델의 자동차 생산이 초기부터 끝날 때까지 사용하고, 고장력강판이 차체에 적용됨에 따라 프레스금형의 내마모성의 중요도는 더욱 증대되어, 내마모성 향상을 위한 표면열처리 기술 개발이 요구되고 있다. 과거에는 화염열처리, 고주파열처리가 적용되었으나 균일한 열처리, 집열량 제어의 어려움으로 변형을 야기시킴으로 열처리 후 추가가공이 요구된다. 본 논문에서는 최신 열처리 기법인 다이오드레이저열원을 이용하여 국부적인 열처리 및 자체냉각을 통해 변형없이 표면의 경도를 HRc 50이상으로 향상시켜 내마모성을 개선시키는 연구를 수행하였다. 빔사이즈 15㎜×15㎜, 초점거리 235㎜이며 빔레이저 전송이 용이한 4kW 다이오드레이저를 이용하여 열처리 온도는 1000℃~1150℃영역에서 50℃ 간격으로, 레이저빔 이송속도는 2,3,5,7,10㎜/sec로 금형의 모서리 부분은 조사각도 10˚로 레이저빔을 조사하였다. 레이저열처리 온도와 속도는 Two Color Pyrometer 온도센서로 감지한 온도와 연계되어 레이저출력을 조절하여 용융을 방지하면서 실험 열처리 온도를 확보하였다. 레이저열처리 된 소재는 Touch Probe Type의 3차원 측정기로 변형을 측정하였으며, 하중 1Kg의 미소경도계를 사용하여 길이는 1㎜간격으로 폭과 깊이는 0.2㎜간격으로 경도분포를 측정하였으며, 미세조직은 50, 100, 500, 1000배로 관찰하여 열처리 조건을 확보하였다. 측정결과 Hv260의 모재경도보다 높은 Hv500~800의 경도를, Hv 520이상의 경화길이 5~8㎜, 경화폭 0.6 ~ 1.6 ㎜, 경화깊이 0.6~1.4㎜를 얻었으며, 열처리 후 치수변화는 온도에 관계없이 0.005 ~ 0.02㎜의 변화량을 얻었다.
자동차의 차체는 생산성과 성형성을 고려하여 프레스금형의 상·하 운동을 이용하여 4개의 공정을 거쳐서 성형이 완성된다. 이 때 금형은 한 모델의 자동차 생산이 초기부터 끝날 때까지 사용하고, 고장력강판이 차체에 적용됨에 따라 프레스금형의 내마모성의 중요도는 더욱 증대되어, 내마모성 향상을 위한 표면열처리 기술 개발이 요구되고 있다. 과거에는 화염열처리, 고주파열처리가 적용되었으나 균일한 열처리, 집열량 제어의 어려움으로 변형을 야기시킴으로 열처리 후 추가가공이 요구된다. 본 논문에서는 최신 열처리 기법인 다이오드레이저열원을 이용하여 국부적인 열처리 및 자체냉각을 통해 변형없이 표면의 경도를 HRc 50이상으로 향상시켜 내마모성을 개선시키는 연구를 수행하였다. 빔사이즈 15㎜×15㎜, 초점거리 235㎜이며 빔레이저 전송이 용이한 4kW 다이오드레이저를 이용하여 열처리 온도는 1000℃~1150℃영역에서 50℃ 간격으로, 레이저빔 이송속도는 2,3,5,7,10㎜/sec로 금형의 모서리 부분은 조사각도 10˚로 레이저빔을 조사하였다. 레이저열처리 온도와 속도는 Two Color Pyrometer 온도센서로 감지한 온도와 연계되어 레이저출력을 조절하여 용융을 방지하면서 실험 열처리 온도를 확보하였다. 레이저열처리 된 소재는 Touch Probe Type의 3차원 측정기로 변형을 측정하였으며, 하중 1Kg의 미소경도계를 사용하여 길이는 1㎜간격으로 폭과 깊이는 0.2㎜간격으로 경도분포를 측정하였으며, 미세조직은 50, 100, 500, 1000배로 관찰하여 열처리 조건을 확보하였다. 측정결과 Hv260의 모재경도보다 높은 Hv500~800의 경도를, Hv 520이상의 경화길이 5~8㎜, 경화폭 0.6 ~ 1.6 ㎜, 경화깊이 0.6~1.4㎜를 얻었으며, 열처리 후 치수변화는 온도에 관계없이 0.005 ~ 0.02㎜의 변화량을 얻었다.
Recently, press die for car body panel is required to have better wear resistance, because the life time of press die should guarantee to master one mould of automobile and high strength steel is applied to car body panel. Therefore development of surface treatment technology is necessary to improve...
Recently, press die for car body panel is required to have better wear resistance, because the life time of press die should guarantee to master one mould of automobile and high strength steel is applied to car body panel. Therefore development of surface treatment technology is necessary to improve the wear resistance through increasing the surface hardness. So far, Oxy-fuel flame heating and induction heating are majorly applied for surface hardening, but these methods involve many problems such as homogeneity of quality and distortion.To overcome these difficulties, this study has been carried out to improve the wear resistance of press die through increasing the hardness up to HRc 50 with advanced heating technology by high power diode laser system. The size of diode laser was 15mm × 15mm, the focal length is 235mm, and the power is 4 kW, with this laser system, The range of heating temperature was between 1000℃ and 1150℃. traverse speeds were 2, 3, 5, 7, 10mm/sec, the irradiation angle of laser to the edge of press die was 10°. Heating temperature and traverse speed were controlled by the power of laser which was decided by the temperature measuring by two color pyrometer.
Recently, press die for car body panel is required to have better wear resistance, because the life time of press die should guarantee to master one mould of automobile and high strength steel is applied to car body panel. Therefore development of surface treatment technology is necessary to improve the wear resistance through increasing the surface hardness. So far, Oxy-fuel flame heating and induction heating are majorly applied for surface hardening, but these methods involve many problems such as homogeneity of quality and distortion.To overcome these difficulties, this study has been carried out to improve the wear resistance of press die through increasing the hardness up to HRc 50 with advanced heating technology by high power diode laser system. The size of diode laser was 15mm × 15mm, the focal length is 235mm, and the power is 4 kW, with this laser system, The range of heating temperature was between 1000℃ and 1150℃. traverse speeds were 2, 3, 5, 7, 10mm/sec, the irradiation angle of laser to the edge of press die was 10°. Heating temperature and traverse speed were controlled by the power of laser which was decided by the temperature measuring by two color pyrometer.
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