초록 ▼

1. 최종목표
1) 잦은 냉간 단조용 Punch Pin의 마멸파손의 원인을 정량적으로 규명하여 핀 수명을 획기적으로 높일 수 있는 방안 연구
2) Punch Pin의 재질, 후처리 공정, 형상 등 Pin 수명을 향상시킬 수 있는 최적 조건 설정
3) 이 Punch Pin의 내구성 향상을 위하여 전문가에 의한 정량적인 공구형상 검토, 공구 제작 후특수 처리방법 의한 내구성을 향상시켜 생산성을 높이는 유효한 방법을 강구함
2. 개발내용 및 결과
1)개발내용
S45C소재를 정밀 Inner Pipe로 냉간

1. 최종목표
1) 잦은 냉간 단조용 Punch Pin의 마멸파손의 원인을 정량적으로 규명하여 핀 수명을 획기적으로 높일 수 있는 방안 연구
2) Punch Pin의 재질, 후처리 공정, 형상 등 Pin 수명을 향상시킬 수 있는 최적 조건 설정
3) 이 Punch Pin의 내구성 향상을 위하여 전문가에 의한 정량적인 공구형상 검토, 공구 제작 후특수 처리방법 의한 내구성을 향상시켜 생산성을 높이는 유효한 방법을 강구함
2. 개발내용 및 결과
1)개발내용
S45C소재를 정밀 Inner Pipe로 냉간 가공할 때 그림(S45C소재를 Die에 장착)과 같은 단면도에서 실시한다. 이때 소성변형 가공을 하는 공구인 Punch Pin의 head (H) 부분이 자주 마멸 파손되므로 이 공구 수명을 획기적으로 높일 수 있는 새로운 공구 표면처리 기술의 응용/확대 방안을 연구/개발함
2)결과
1. 연구전 내부 관(inner pipe)의 500개 생산 능력에서 본 연구 결과의 적용으로 13만개 이상으로 생산가능한 기술을 개발하였다.
2. AlCrN 코팅은 다른 코팅된 핀(pin)보다 결함(pit) 내부에 peel-up 형태로 융착물이 잘 발생되어 치구 수명이 증가되었다. 공구수명을 결정하는 인자가 내부 관의 핀에서 발생된 부착물의 발생을 억제시켜, 작업을 연장시킬 수 있어서 생산성을 증가시킬 수 있었다.
3. 핀 끝단에서 0.6~2.4mm 범위에서 대부분의 결함이 발생하였고 2mm근처에서 최대값을 형성하였다. 그러나 peel-out 현상이 심했던 TiAlN 코팅의 경우는 특히 펀치핀(punch pin)의 끝부분에서 높은 값을 보였고 1.2mm에서 최대값을 가졌다.(이것은 결함의 수를 셀 때, 8~10μm의 표면 길이로 나타내었기 때문이며, 표피 이탈현상이 특히 심하였음을 의미한다. )
4. 연구대상인 9개의 시험편 중, 결함수가 가장 많이 발생된 것은 최대 45.3개, 가장 결함수가 적게 발생된 것은 7.3개로 약 6.2배의 차이가 났고, 평균값보다 최대값은 약 2배가 많았다.
5.생산성 비교 : UNSM 처리후, PVD 세라믹 코팅 안함(300개)〈 연구계획서 작성시 (500개)〈 TiN 코딩 기술(5만개 이하)〈 UNSM 처리-TiN 코딩 (5만개 이상)〈 UNSM 처리-TiAlN 코팅한 경우(8만개이상)〈 UNSM 처리후 AlCrN 코팅한 경우 (13만개 이상)
3. 사업성과
1)기술적 성과 : 종래의 정성적인 생산 공정 방법을 정량적으로 분석자료 축적시켜 냉간가공용 펀치 핀(Punch Pin)의 내구성을 크게 향상시키므로 생산성/기술성 Level을 높이고 이에 따른 타 냉간가공제품에 응용, 확대시킴.
2)경제적 성과 : 현재 전용 CNC 가공을 통해 가공 제작하는 Punch Pin의 비싼 생산 단가(개당 15만원)에 비해 정밀 Inner Pipe를 500개 생산하면 수명이 끝나므로 생산속도 저하, 물량공급 차질발생, 원가 상승이 발생. 그러나 본연구가 성공적으로 완료되므로 생산단가가 크게 감소되고 효율도 극대화될 것임.
3)활용 성과 : Inner Pipe 뿐만 아니라 본사의 냉간가공제품, 모든 자동차 부품 및 관련 부품 분야에 넓게 적용되어 무한 경쟁력을 키울 수 있다. 장기적으로 자사의 기술력 및 마케팅의 표준 유니트(Unit)로써 고부가가치 상품으로 개발/확대 할 수 있다.
4. 향후추진계획
1) 애로기술 개발로 인한 기 양산중인 여러 가지 공구들의 부품 수명 향상으로 원가절감 실현
2) 개발기술이 적용된 부품과 유사한 아이템을 일본 및 외국 업체로부터 수주, 이연구결과를 응용/확대하므로 수출증대 외화절감 효과에 크게 기여

목차 Contents

• Ⅱ. 과제개발비 집행내역 ...1
• 가. 세부 집행내역 요약표 ...1
• 나. 과제 . 비목별 세부 집행내역 ...1
• 최종보고요약서 (초록) ...3
• 목 차 ...5
• 제 1 장 기술개발의 개요 ...6
• 제 1 절 개발대상기술(또는 제품)의 개요 ...6
• 제 2 절 기술(또는 제품)개발의 필요성 및 중요성 ...6
• 제 3 절 국내.외 관련 기술의 현황 ...6
• 제 4 절 국내.외 시장규모 ...6
• 제 2 장 과제개발내용 및 결과 ...7
• 제 1 절 개발내용 ...7
• 제 2 절 개발방법 ...7
• 제 3 장 사업성과 (연구결과) ...7
• 제 1 절 Punch Pin의 가공정밀도와 변형량 ...7
• 제 2 절 Punch Pin의 표면특성 변화 ...8
• 제 3 절 UNSM 처리된 Punch Pin의 표면특성 (PVD 세라믹 코팅전) ...9
• 제 4 절 UNSM 처리된 Punch Pin의 표면특성 (PVD 코팅 후) ...10
• 제 5 절 Pit의 형성과 밀도변화 ...11
• 제 4 장 결론 ...13
• 제 1 절 활용방안 ...13
• 제 2 절 활용계획 ...13
• 제 3 절 향후 계획 ...13