선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 자동차부품으로 사용되는 알루미늄부품을 성형하는 분할금형인 양쪽 슬라이더 금형기계의 현장작동 중 가이드핀 역할을 하는 앵귤러핀에서 발생한 파손을 분석하였다. 파손원인을 파악하기 위하여 파손된 앵귤러핀으로부터 파면관찰을 통한 분석을 실시하였다.
- 그리고 앵귤러핀의 파손 특성을 알아보기 위하여 V-노치 샤르피 충격시험을 수행하였고 충격흡수에너지에 대한 와이블 통계해석을 실시하였다. 얻어진 결과로부터 앵귤러핀의 설계상의 지침을 제시함으로써 금형의 유지및 안전 운전에 도움이 되고자 한다.
제안 방법
- 3) 사출금형장치의 설계 개선을 위하여 V-노치샤르피시험을 실시하였고 결과로부터 충격흡수에너지를 비교하였다. 고온에서 긴 시간 템퍼링한 경우에 충격흡수에너지가 높게 나타나서 인성이 다소 높아진 것을 확인하였다.
- 4는 V-노치 샤르피시험편의 치수를 나타낸다. Lenton 관상로에서 아르곤가스 분위기 속에서 퀜칭과 템퍼링 열처리를 실시하였다. 퀜칭은 880℃에서 30분 유지 후 수냉한 후, 곧이어 템퍼링은 ① 595℃에서 60분 및 90분 유지 후 로냉,② 375℃에서 60분 및 90분 유지 후 로냉을 각각 실시하였다.
- 4의 A를 확대한 것이다. SM45C로 제작된 앵귤러핀은 경도향상을 위하여 QT열처리 후 고주파열처리를 한다. 고주파열처리에 의한 표면 경화층은 대략 1 mm 정도이다.
- 앵귤러핀의 파손 특성을 알아보기 위하여 SM45C강에 V-노치를 가공하여 샤르피 충격시험을 실시하였다.6,13)
- 파손된 앵귤러핀의 파면관찰로부터 취성파괴가 발생한 것을 알았다. 이에 상기 Fig. 4와 같은 시험편을 이용하여 QT열처리 조건을 달리하여 V-노치 샤르피 충격시험을 실시하여 앵귤러핀에 대한 충격저항을 조사하였다.
- 자동차용 알루미늄부품을 성형하는 양쪽 슬라이더금형기계의 현장에서 작업 중 가이드핀 역할을 하는 앵귤러핀에서 발생한 파손의 원인을 분석하였다.
- 파손된 앵귤러핀으로부터 시료를 채취하여 마이크로 비커스 경도기(HM-124)를 이용하여 3곳(①내부, ②표면으로부터 3 mm 떨어진 곳, ③표면)에서 각각 10회씩 측정하였다. 이때 압입하중 500g, 압입시간 10 sec로 하였다.
- 파손된 앵귤러핀으로부터 시료를 채취하여 마이크로 비커스 경도기(HM-124)를 이용하여 3곳(①내부, ②표면으로부터 3 mm 떨어진 곳, ③표면)에서 마이크로 비커스경도를 각각 10회씩 측정 하였다. 이때 압입하중 500 g, 압입시간 10 sec로 하였다.
- 본 연구에서는 자동차부품으로 사용되는 알루미늄부품을 성형하는 분할금형인 양쪽 슬라이더 금형기계의 현장작동 중 가이드핀 역할을 하는 앵귤러핀에서 발생한 파손을 분석하였다. 파손원인을 파악하기 위하여 파손된 앵귤러핀으로부터 파면관찰을 통한 분석을 실시하였다. 또한 경도분포를 알아보기 위하여 비커스경도를 측정하고 측정값의 신뢰성을 알아보기 위하여 와이블 통계해석을 수행하였다.
대상 데이터
- 본 연구의 파손분석에 사용된 앵귤러핀은 현장에서 가이드 역할 도중 1개월 사용시점에서 파손된 것을 이용하였다. 앵귤러핀에 사용된 소재는 기계구조용 탄소강재 SM45C(KS D 3752)이다.
- 상기 조건에 따라 각각 10개씩 총 40개의 시편을 사용하였다. 비교를 위하여 파손된 앵귤러핀으로부터 제작한 4개의 V-노치 시편도 함께 시험하였다.
- 로냉은 200℃ 영역에서 아르곤가스를 차단시키고 나서 약 85℃ 이하가 되는 온도 범위까지 시행하여 종료하였다. 상기 조건에 따라 각각 10개씩 총 40개의 시편을 사용하였다. 비교를 위하여 파손된 앵귤러핀으로부터 제작한 4개의 V-노치 시편도 함께 시험하였다.
- 본 연구의 파손분석에 사용된 앵귤러핀은 현장에서 가이드 역할 도중 1개월 사용시점에서 파손된 것을 이용하였다. 앵귤러핀에 사용된 소재는 기계구조용 탄소강재 SM45C(KS D 3752)이다. Table 1에는 SM45C의 화학성분을 나타낸다.
데이터처리
- 4) 마이크로 비커스경도와 충격흡수에너지의실험치를 각각 2-파라미터 와이블 통계분석을 실시한 결과 와이블 분포에 잘 따랐다.
- Table 2는 앵귤러핀 시료의 각 위치에서 측정된 마이크로 비커스경도치의 형상계수(shape parameter) 및 척도계수(scale parameter), 평균(mean), 표준편차(standard deviation), 변동계수(coefficient of variation)을 각각 정리하여 나타낸 것이다. 각 시험편의 조건에 따른 경도치의 차이로부터 2-파라미터 와이블분포(2-parameter Weibull distribution)에 따른 통계적 분석을 실시하였다.8-12)
- 또한 경도분포를 알아보기 위하여 비커스경도를 측정하고 측정값의 신뢰성을 알아보기 위하여 와이블 통계해석을 수행하였다. 그리고 앵귤러핀의 파손 특성을 알아보기 위하여 V-노치 샤르피 충격시험을 수행하였고 충격흡수에너지에 대한 와이블 통계해석을 실시하였다. 얻어진 결과로부터 앵귤러핀의 설계상의 지침을 제시함으로써 금형의 유지및 안전 운전에 도움이 되고자 한다.
- 파손원인을 파악하기 위하여 파손된 앵귤러핀으로부터 파면관찰을 통한 분석을 실시하였다. 또한 경도분포를 알아보기 위하여 비커스경도를 측정하고 측정값의 신뢰성을 알아보기 위하여 와이블 통계해석을 수행하였다. 그리고 앵귤러핀의 파손 특성을 알아보기 위하여 V-노치 샤르피 충격시험을 수행하였고 충격흡수에너지에 대한 와이블 통계해석을 실시하였다.
- 변동하는 비커스 경도 및 다음에 나타낼 충격 흡수에너지 해석의 편의성과 최약 링크가설을 고려하여 2-파라미터 와이블 분포를 적용하여 와이블 통계 해석을 실시하고 신뢰성을 평가하였다.
성능/효과
- 1) 앵귤러핀의 파손의 원인으로서 앵귤러핀이 삽입됨과 동시에 슬라이더코어와 앵귤러핀 상호 간에 굽힘응력이 지속적으로 작용하게 되어 응력을 받은 부위에 최종적으로 취성파괴가 발생한 것을 파면 관찰로부터 확인하였다.
- 2) 비커스 경도치는 고주파열처리에 의해 표면이 경화되었기 때문에 표면에서의 경도치가 가장 크게 나타났다.
- 5) 앵귤러핀이 취성파괴에 의해 파손된 것을 나타내었고, 이 결과로부터 향후 앵귤러핀의 설계에 있어서 취성파괴가 되도록 설계하는 것이 금형손상 방지 및 비용 절감을 위하여 효율적임을 제시하였다.
- 더불어 손상된 앵귤러핀으로부터 제작한 V-노치시험편으로부터 구한 충격흡수에너지는 가장 낮은 값을 나타내었다. 결과적으로 고주파열처리에 의해 표면경화된 시험편의 경우가 퀜칭 후 템퍼링처리한 시험편에 비해 인성이 떨어졌기 때문에 충격에너지 값이 낮게 나타났고, 이는 상기 파면관찰에서 증명하듯이 인성저하에 따른 취성파괴의 결과로 나타난 것이다. 단위면적당 충격에너지는 충격강도로서 시험편을 파괴하는데 필요한 에너지이다.
- 결과적으로 만약 앵귤러핀에 파손이 발생할 경우 취성파괴에 의해 즉시 파단이 되지 않고 연성적으로 휘어지거나 시간적으로 파괴지연이 발생한다면 금형에 그 파손의 영향이 미치게 되어 금형 자체가 파손 혹은 고장을 일으킬 수가 있다. 이는 고가의 금형을 못 쓰게 하여 제품제작에 차질과 더불어 전체적인 비용상승을 유발할 수 있게 된다.
- 3) 사출금형장치의 설계 개선을 위하여 V-노치샤르피시험을 실시하였고 결과로부터 충격흡수에너지를 비교하였다. 고온에서 긴 시간 템퍼링한 경우에 충격흡수에너지가 높게 나타나서 인성이 다소 높아진 것을 확인하였다.
- 5)의 파면을 관찰한 것이다. 관찰된 파면을 좀 더 상세히 살펴보면 앵귤러핀이 가이드 역할을 위해 슬라이드코어 속을 들어가고 나오는 과정이 반복적이어서 파손된 부위의 파면이 피로파괴에 의한 파면을 나타낼 것으로 예상되었으나, 실제 확인한 결과는 표면부에 응력집중에 의한 초기균열이 발생한 후 최종적으로는 취성파괴가 발생한 것을 알 수 있었다. Fig.
- 역시 이것은 장시간의 템퍼링 처리로 인하여 인성이 향상되어 충격에너지의 흡수가 잘 된 것으로 판단된다. 이에 비해 모재의 경우에는 보다 낮은 온도에서 템퍼링한 충격흡수에너지 값과 유사하게 나타났고 이들 값은 보다 높은 온도에서의 템퍼링처리한 결과 값들보다도 낮게 나타났다. 더불어 손상된 앵귤러핀으로부터 제작한 V-노치시험편으로부터 구한 충격흡수에너지는 가장 낮은 값을 나타내었다.
- 단위면적당 충격에너지는 충격강도로서 시험편을 파괴하는데 필요한 에너지이다. 충격강도는 충격흡수에너지가 클수록 증가함을 보였다. 이 결과로부터 알 수 있듯이 충격흡수에너지가 충분히 커서 인성이 증가하게 되면 앵귤러핀이 슬라이드코어를 통과할 때 굽힘응력에 의해 계속적인 충격을 받는 경우 앵귤러핀이 파손되지 않고 휘어지는 손상이 나타나 금형기계에 무리가 가해져 금형기계 자체가 파손될 수도 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.