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SKD11 절단금형치구용 소재의 마모손상에 관한 연구
A study on wear damage of SKD11 steel material for a cutting mold jig 원문보기

한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, v.20 no.5, 2016년, pp.5 - 13  

남기우 (부경대학교 재료공학과) ,  김철수 (부경대학교 학연협동기계공학) ,  안석환 (중원대학교 메카트로닉스학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study is on wear damage of the material for a molding machine that be used at finally cutting of metal beam made in roll forming process of vehicle bump beam process line. SKD11 steel was used with the material for cutting mold jig. In the cutting mold jig, Ti diffusion heat treatment after vac...

주제어

#Cutting mold jig   #SKD11 steel   #Wear   #Vacuum Heat Treatment   #Ti Diffusion Heat Treatment   #Micro Vickers Hardness   #Two-parameter Weibull Probability Distribution  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 자동차 범퍼빔을 양산하기 위한 롤포밍 공정 후 연속하여 나오는 강판빔의 절단에 사용되는 절단금형치구용 SKD11강재의 마모 손상4) 및 그에 따른 파손 분석5)을 실시한 결과를 나타내었다. 각종의 열처리 방법을 달리하여 마모시험을 행하고 그 결과를 상호 비교하였고, 마이크로 비커스경도 시험과 파단면 관찰을 통한 파손 분석을 함께 행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SKD11강은 무엇인가? 이때 절단을 위해서는 절단용 금형치구를 장착하여 사용하며, 사용재질로 주로 SKD11강2)을 사용한다. SKD11강은 합금공구강재로서 냉간금형용 고합금공구강재이다. 저합금공구강에 비하여 C성분과 Cr성분이 많이 함유되어 있다.
자동차 부품을 제작하는 공정은 어떻게 이루어져 있는가? 자동차 부품을 제작하는 공정은 여러 공정으로 이루어진다. 원자재가 들어오면 원규격에 맞는 폭 으로 절단하는 슬리팅(slitting) 공정을 거쳐 slitter 에 의해 재단된 원자재를 미리 정한 윤곽에 맞추 어 절단하는 블랭킹(blanking) 공정이 끝나면, 다음으로 통상 지름이 동일한 12~20개 정도의 롤 (roll)을 적당한 위치에 간극을 조절하여 놓고 그사이로 판재를 통과시켜 굽힘가공을 하는 롤포밍 (roll forming)공정을 수행한다. 이후 각 부품의 형상 및 목적에 따른 가공공정, 즉 상하 왕복운동을 하는 프레스 장비 사이에 자동차 차체 부품형상을 가진 금형을 장착시킨 후 소성변형을 시켜 제품을 제작하는 공정 등을 본격적으로 실시하여 부품을 제작 완성한다. 1,15,16) 본 연구는 자동차 범 퍼빔을 생산하기 위해 롤포밍 공정 후 사이즈에 맞게 절단하는 과정에 사용되는 금형의 마모에 관한 것이다.
SKD재질의 장점은 무엇인가? 따라서 금형다이스, 성형롤러, 커터로 주로 많이 이용되고 있다. SKD재질은 내충격성이 좋아 충격이 가해지는 환경에서 공구가 파손될 가능성이 다소 줄어들고 우수한 기계가공성, 내마모성 13,14,17), 열처리시에 치수변형이 적고 높은 압축강도를 유지할 수 있는 장점이 있어 절단치구금형용으로도 많이 이용되고 있다.3) 그러나 반복되는 절단작업으로 인하여 강판과 접촉하는 절단용 치구에 마모12)에 의한 경년열화가 발생하여 수명이 저하하고 교체 주기가 빨라지는 문제가 발생하여 비용증가를 가져오게 된다.
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참고문헌 (17)

  1. http://www.swhitech.com/main/ 

  2. JIS G 4105 

  3. W. I. Choi, 2013, Effect of Heat Treatment Conditions on the Stabilization and Wear Resistance in STD 11 Steel, A master's Thesis, Chosun University, Jeonnam, Korea. 

  4. J.C. Miranda and A. Ramalho, 2015, "Study of the Effects of Damage Accumulation on War", Wear, Vols. 330-331, pp. 79-84. 

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  5. K. W. Nam and S. H. Ahn, 2012, Fatigue Fracture and Damage Cases of Surface Hardening Treatment Steel, GS Intervision, Seoul, Korea. 

  6. A. C. Cohen, 1965, "Maximum Likelihood Estimation in the Weibull Distribution Based on Complete and on Censored Samples", Technometrics, Vol. 7, pp. 579-588. 

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  7. W. Weibull, 1951, "A Statistical Distribution Function of Wide Applicability", ASME J. Applied Mech., Vol. 18, pp. 293-297. 

  8. J. D. Kim and K. H. Park, 2014, "Effect of Vacuum Heat Treatment and Salt Bath Heat Treatment Conditions on Mechanical Properties of Hot Work Die Steel", Journal of the Korean Society of Mechanical Technology, Vol. 16, No. 2, pp. 1235-1242. 

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  9. K. W. Nam, S. J. Kim and D. S. Kim, 2015, "Weibull Statistical Analysis on Mechanical Properties in $ZrO_2$ with SiC Additive", Transactions of the KSME A, Vol. 39, No. 9, pp. 901-907. 

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  10. G. Straffelini, P. C. Verma, I. Metinoz, R. Ciudin, G. Perricone, and S. Gialanella, 2016, "Wear Behavior of a Low Metallic Friction Material Dry Sliding against a Cast Iron Disc: Role of the Heat-Treatment of the Disc", Wear, Vols. 348-349, No. 15, pp. 10-16. 

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  11. X. Huang, I. Etsion, and T. Shao, 2015, "Effects of Elastic Modulus Mismatch between Coating and Substrate on the Friction and Wear Properties of TiN and TiAlN Coating Systems", Wear, Vols. 338-339, No. 15, pp. 54-61. 

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  12. H. Puls, F. Klocke and D. Lung, 2014, "Experimental Investigation on Friction under Metal Cutting Conditions", Wear, Vol. 310, Issues 1-2, 15, pp. 63-71. 

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  13. K. T. Kim and Y. S. Kim, 2007, "Effects of Counterpart Materials on Wear Behavior of Thermally Sprayed Ni-based Self-flux Alloy Coatings", Journal of The Korean Society for Power System Engineering, Vol. 11, No. 4, pp. 92-97. 

  14. H. J. Kim, J. D. Kim, S. W. Koh and Y. S. Kim, 2009, "Impact and Wear Behavior of Side Plate of FRP Ship", Journal of The Korean Society for Power System Engineering, Vol. 13, No. 6, pp. 123-128. 

  15. J. Hol, M.V. Cid Alfaro, M. B. de Rooij and T. Meindersd, 2012, "Advanced Friction Modeling for Sheet Metal Forming", Wear, Vols. 286-287, pp. 66-78. 

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  16. D. K. Kim, K. R. Cho, S. E. Park, K. H. Lee, Y. H. Moon and M. Y. Lee, 2010, "The Study of Manufacturing Technology for Front Bumper Beam with Roll Fortming Process", Proceeding of The Korean Society for Technology of Plasticity Conference 2010, pp. 282-285. 

  17. L. H. Chiu, C. H. Wu and H. Chang, 2002, "Wear Behavior of Nitrocarburized JIS SKD61 Tool Steel", Wear, Vol. 253, Issues 7-8, pp. 778-786. 

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