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기술연구

타블렛 툴링(펀치와 다이)의 철강(steel)등급 선택에 있어서 고려되어야 할 요인에 대한 연구

공구강 선택 및 적용: 타블레팅(정제타정) 프레스 펀치(punch) 및 금형(다이/die) 제조에 필요한 공구강(steel)을 선택하는데 요구되는 여러 요인들에는 펀치에 가해지는 용적 톤수, 정제 원료의 화학적 성분, 제품의 자연적 마모성, 터렛(turret)의 속도, 펀치 컵의 깊이, 엠보싱(조각)의 모양 및 위치, 정제 분할선의 모양 및 깊이, 타정기의 물리적 조건들이 있다.

 

일반적인 펀치 적용에 있어서는 고강도(high strength), 고(강)인성(high toughness) 그리고 중간정도의 내마모성(wear resistance)을 가지는 내충격강, 즉 S급을 선택한다. 내충격 등급 S-1, S-5, S-7 합금의 주요 성분에는 다양한 결합의 망간, 실리콘, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴이 있다. 이러한 등급들은 일반적으로 표준 강이라고 부른다. 우리의 표준은 특허 공식화된 특별 용해 S-7이다.

 

높은 마모 적용을 위하여는, D-2(=SKD-11/STD-11), D-3, A-1 등의 고탄소, 고크롬강 등급이 권장된다. 이러한 강들은 내마모성을 가지지만, S급 표준 강의 유연성 또는 인성을 가지지 않는다. D-2 펀치는 부서지기가 쉽기 때문에 조각(양각)이 들어간 펀치, 정제의 깊은 분할선, 그리고 펀치의 컵이 깊은 경우에 있어서는 주의를 기해야 한다. 하지만 우리 하우파마텍은 가공 및 열처리 노하우를 통하여 이러한 약점 등을 상당히 보완하였다. D-3는 높은 내마모성 때문에 금형(다이)에 주로 사용된다. 이러한 등급들은 콤팩트 공구를 위한 프리미엄 강으로 불린다.

 

부식성 제품에 대하여는, 440C 강철이 펀치 적용에 사용된다. 이 등급은 낮은 인성 등급과 S 및 D 시리즈 강철 사이의 내마모성를 가진다. 단단한 다른 400등급의 강철이 있긴 하지만, 440C 등급은 제약 공구에 대한 요구사항을 충족하는데 최적이다.

하나의 공구강 재료가 최대 내마모성, (강)인성, 그리고 내부식성을 동시에 취하지 못한다.

 

결과적으로, 펀치 및 다이 제작 위한 최적 재질(STEEL)을 선택하기 위해서는 최적 조합의 특성을 갖도록 다른 특성들을 포기할 수 있어야 한다.

 


합금 요소들이 공구강에 미치는 영향(효과).

 

* CARBON(탄소/C)

- 강철의 주요 경화 물질.

- 탄소의 양은 담금질에 의해 달성 가능한 경도 및 강도의 수준을 결정함.

- 연성은 탄소 함유가 높을수록 감소함.

 

* MANGANESE(망간/Mn)

- 강의 강도를 더해줌.

- 경화시 강의 임계 냉각 비율을 감소시킴으로써 타 합금보다 강의 경화성을 증가시킴.

- 담금질 온도를 낮춤.

- 열처리에 대한 강의 반응을 증가시킴.

 

* SILICON(실리콘/Si)

- 탄소 및 합금강 제철에 사용되는 가장 흔한 탈산소제.

- 강의 인성을 증가시킴.

- 강에 첨가하여 강도, 유연성 및 충격 강도를 높임. 

 

* CHROMIUM(크롬/Cr)

- 뛰어난 내산화성 및 내부식성.

- 탁월한 내마모성.

- 망간이나 몰리브덴보다 경화성을 증가시키는 것이 뛰어남.

 

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* VANADIUM(바나듐/V)
- 강도 및 인성 향상.
- 강에 내 충격성을 추가하며, 미세 입자 구조 개발로 인하여 인성을 향상시킴.

* TUNGSTEN(텅스텐/W)
- 양호한 탄화물 형성자.
- 강의 강도 증가.

* MOLYBDENUM(몰리브덴/Mo)
- 경화성을 증가시킴.
 - 취성에 대한 민감성을 감소시킴.

* NICKEL(니켈/Ni)
- 인성 또는 내충격성을 증가시킴.
- 강도를 증가시킴. - 담금질 시 뒤틀림을 감소시킴. - 경화성을 증가시킴.

* COBALT(코발트/Co)
- D-2(=SKD-11/STD-11) 재료 세트에서만 발견되는 붉은 강도를 증가시킴.

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