형 단조 (Impression-die and Closed-die forging)

Closed die forging vs Open die forging

 

형단조에서는 같이 소재가 2개의 단조형 금형에 의해 단조되면서, 금형 공동부의 모양으로 만들어진다.

단조가 되는 동안, 재료의 일부는 밖으로 유동되어 플래시를 형성한다. 플래시는 형단조 시 재료의 유동에 있어서 매우 중요한 역할을 한다.

 

플래시는 두께가 얇으므로 급속히 냉각되고 또한 마찰 저항으로 인해 금형 공동부에 있는 재료에 높은 압력을 가하여 재료가 금형 공동부를 채울 수 있도록 해주고, 단조 작업이 끝나면 제거된다.

일반적인 형단조 작업에서 소재는 처음에 긴 바이로부터 전단되어 하부 금형 위에 올려진다.

지지판을 사용하면 절단한 소재의 옆면이 더욱 직각에 가깝게 된다. 여러 단계의 단조 작업을 거치면서 소재의 모양은 점차적으로 변화된다.

풀러링(fullering)이나 에징(edging)과 같은 예비 성형 작업(preforming)을 하면 재료를 여러 구역으로 미리 분산시킬 수 있다.

풀러링 작업에서는 재료를 특정 부분에서부터 분산시키고, 에징 작업으로는 특정 부분으로 재료를 모으게 된다.

 

예비 성형 작업품에 소재는 블록커 금형(blocker-die)를 사용하는 블록킹(blocking)작업으로 대략적인 모양이 만들어진다.

마지막 작업은 단조품에 최종 형상을 주는 피니셔(finisher) 금형으로 최공 단조를 한다.

 

플래시는 트리밍 작업으로 제거되며, 내부의 얇은 부분은 펀칭으로
제거된다.

 

형단조에서 원하는 치수는 가공 오차를 얻으려면, 소재의 체적을 정확히 계량하고 금형을 적절하게 설계하여야 한다.

부적하게 계량된 소재로는 금형 공동부를 완전히 채울 수 없게 되고, 과다한 소재는 과도한 압력을 발생시켜 금형을 파손시키거나 기계를 고장나게 한다.

글 출처 : (주)대원단조