오픈 다이와 폐쇄 다이 단조의 차이점은 무엇입니까?

단조는 일반적으로 망치질 또는 프레스를 통해 국소 압축력을 적용하여 금속을 형성하는 기본 금속 가공 공정입니다. 이 과정은 입자 구조를 정제하고 내부 결함을 제거하여 금속의 강도, 내구성 및 피로 저항을 향상시킵니다. 단조의 세계에서 두 가지 주요 방법이 두드러집니다. 열린 다이 단조 그리고 닫힌 다이 단조 . 둘 다 금속을 변형시키는 것을 목표로하지만, 접근, 툴링 및 최종 제품의 특성이 크게 다릅니다.

오픈 다이 단조 : 무제한 형성의 기술

열린 다이 단조 종종 "자유 단조"라고하는 것은 공작물이 재료를 완전히 둘러싸는 다중 다이 사이에 형성되는 금속 형성 공정입니다. 대신, 다이 (일반적으로 평평하거나 단순한 윤곽선)는 금속을 반복적으로 부딪히고 압축하여 적용된 힘에 수직 인 방향으로 흐르고 팽창 할 수 있습니다. 연산자는 공정 중에 공작물을 지속적으로 조작하고 재배치하여 점차 원하는 모양을 달성합니다.

작동 방식

열린 다이 단조에서, 가열 된 금속 빌릿은 정지 하단 다이에 놓습니다. 망치 또는 프레스에 부착 된 상단 다이가 내려와 재료에 힘을 가해. 금속이 변형되면 바깥쪽으로 퍼집니다. 연산자는 뇌졸중 사이의 공작물을 회전시키고 조작하여 화나게 (길이 감소, 단면적 증가), 코깅 (두께 감소, 길이 증가) 및 피어싱과 같은 다양한 작업을 허용합니다. 이 반복 프로세스는 내부 입자 구조를 개선하여 기계적 특성을 향상시킵니다.

오픈 다이 단조의 장점

• 대규모 기능 : Open Die Forging은 매우 크고 무거운 구성 요소를 생산하는 데 이상적이며, 때로는 다이 크기에 의해 엄격한 제한이 없기 때문에 때로는 몇 톤 이상의 무게가 있습니다.

• 유연성 및 사용자 정의 : 완전히 밀폐 된 다이가 없으면 형성에 유연성이 높아지고 다양한 형상이있는 맞춤형 또는 일회성 부품을 생산할 수 있습니다. 이로 인해 프로토 타입 및 저용량 제작에 적합합니다.

• 개선 된 재료 특성 : 개방형 다이 단조 동안 금속의 지속적인 작동은 탁월한 입자 흐름, 개선 된 미세 구조, 다공성 감소 및 피로 저항 및 충격 강도와 같은 향상된 기계적 특성을 초래합니다.

• 툴링 비용 절감 : Open Die Forging에 사용 된 다이는 폐쇄 다이 단조에 필요한 복잡한 다이에 비해 더 간단하고 생산 비용이 적습니다.

• 재료 폐기물 감소 (간단한 부품의 경우) : 간단한 모양의 경우 과도한 재료를 종종 재 작업하여 폐기물을 줄일 수 있습니다.

오픈 다이 단조의 단점

• 낮은 차원 정확도 : Open Die Forging으로 타이트한 공차를 달성하는 것은 어려울 수 있으며, 종종 정확한 치수를 충족시키기 위해 후속 가공 작업이 필요합니다.

• 복잡한 모양의 효율성 덜 : 매우 복잡하거나 복잡한 형상을 생산하는 것은 Open Die Forging에서는 운영자 기술에 크게 의존하기 때문에 어렵고 시간이 많이 걸립니다.

• 더 높은 인건비 : 이 과정은 숙련 된 운영자의 공작물을 지속적으로 조작해야하기 때문에 노동 집약적입니다.

• 생산 속도가 느리다 : Open Die Forging은 일반적으로 폐쇄 된 다이 단조에 비해 느린 과정으로 대량 생산에 적합하지 않습니다.

Open Die Forging의 응용

Open Die Forging은 일반적으로 강도와 구조적 무결성이 가장 중요한 대규모의 대형 구성 요소에 사용됩니다. 예제는 다음과 같습니다.

• 산업 샤프트 및 스핀들 : 발전, 채굴 및 중장비.

• 고리와 실린더 : 압력 용기, 터빈 및 항공 우주 응용 분야에 사용됩니다.

• 공백 및 블록 : 추가 처리 또는 다양한 산업에서 완성 된 구성 요소로 사전 형성됩니다.

• 툴링 구성 요소 : 다이, 맨드 렐 및 고강도가 필요한 기타 도구.

폐쇄 다이 단조 : 정밀성 및 반복성

닫힌 다이 단조 , "인상 다이 단조"라고도하는 것은 가열 된 금속 빌릿을 다이 캐비티 내에 배치하는 재료를 완전히 둘러싸는 것을 포함합니다. 그런 다음 금속은 고압 또는 다중 망치 충격을 받고 다이 인상의 복잡한 윤곽을 흐르고 채우도록 강요합니다. "Flash"라고 불리는 소량의 과도한 재료가 다이 캐비티에서 압착되어 다이가 완전히 채워 졌음을 나타냅니다. 이 플래시는 나중에 손질됩니다.

작동 방식

이 과정은 정확하게 가공 된 다이 세트로 시작되며, 일반적으로 상단 및 하단 다이로 구성되며, 각각 최종 제품의 형상의 일부를 형성하는 특정 인상이 있습니다. 가열 된 금속 빌릿은 하부 다이에 배치되고 상단 다이가 내려와 금속을 다이 캐비티로 눌렀습니다. 금속은 거대한 압력으로 흐르고 다이의 모든 세부 사항을 채 웁니다. 다중 인상은 순서대로 (예 : 사전 성형, 차단, 마무리) 사용하여 최종 모양을 점차적으로 달성하고 재료 흐름을 최적화하고 수명을 줄일 수 있습니다.

폐쇄 된 다이 단조의 장점

• 높은 차원 정확도 및 반복성 : 닫힌 다이 단조는 타이트한 공차와 우수한 표면 마감 처리가있는 부품을 생성하여 후속 가공의 필요성을 최소화합니다. 이것은 동일한 부품의 대량 생산에 이상적입니다.

• 복잡한 형상 : 복잡한 다이 노출을 만들 수있는 능력은 오픈 다이 단조로 도전하거나 불가능할 수있는 복잡한 모양을 생산할 수 있습니다.

• 우수한 기계적 특성 : Open Die Forging과 마찬가지로 폐쇄 다이 단조는 곡물 구조를 개선하여 강도, 연성 및 충격 저항을 향상시킵니다. 제어 된 흐름은 최적의 입자 방향을 보장합니다.

• 재료 폐기물 감소 (복잡한 부품의 경우) : 플래시가 생성되는 동안 복잡한 모양에 대한 전체 재료 활용은 정확한 형성으로 인해 효율적 일 수 있습니다.

• 높은 생산 속도 : 다이가 이루어지면 폐쇄 다이 단조는 고도로 자동화되어 빠른 생산주기와 대량 출력으로 이어질 수 있습니다.

폐쇄 된 다이 단조의 단점

• 높은 툴링 비용 : 복잡하고 정밀하게 가공 된 다이의 설계 및 제조는 비싸기 때문에 비량 제작 런이나 프로토 타입에 대한 폐쇄 된 다이가 비용 효율적으로 저조합니다.

• 크기 제한 : 폐쇄 다이 단조로 생성되는 부품의 크기는 단조 장비의 용량과 크고 복잡한 다이를 생성하는 능력에 의해 제한됩니다.

• 덜 유연 : 일단 다이가 만들어지면 특정 부분에 따라 다릅니다. 모든 설계 변경에는 새로운 다이가 필요하고 비용 증가 및 리드 타임이 필요합니다.

• 플래시 형성 가능성 : 제어되는 동안 플래시 형성에는 트리밍 작업이 필요하므로 전체 프로세스에 작은 단계를 추가해야합니다.

폐쇄 된 다이 단조의 응용

폐쇄 다이 단조는 높은 강도, 정밀도 및 일관된 품질이 필요한 구성 요소에 광범위하게 사용됩니다. 일반적인 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.

• 자동차 부품 : 크랭크 샤프트, 커넥팅로드, 기어, 스티어링 너클 및 서스펜션 부품.

• 항공 우주 산업 : 터빈 블레이드, 랜딩 기어 부품 및 강도 대 중량 비율이 중요한 구조 부품.

• 석유 및 가스 : 고압과 가혹한 환경을 견딜 수있는 구성 요소, 밸브 바디 및 플랜지 드릴.

• 수제 도구 : 렌치, 펜치 및 내구성이 필요한 기타 도구.

• 농업 기계 : 까다로운 조건에서 강력한 성능이 필요한 구성 요소.

올바른 단조 과정을 선택합니다

오픈 다이와 폐쇄 다이 단조 사이의 선택은 몇 가지 중요한 요소에 따라 다릅니다.

• 부품 크기 및 복잡성 : 크고 간단한 부품 또는 사용자 정의 구성 요소의 경우 Open Die Forging이 종종 선호되는 선택입니다. 정밀도가 높은 더 작고 복잡한 부품의 경우 폐쇄 다이 단조가 더 적합합니다.

• 생산량 : 저용량 또는 프로토 타입 생산은 툴링 비용이 낮아 오픈 다이 단조를 선호합니다. 대량 생산은 폐쇄 된 다이 단조의 효율성과 반복성으로부터 크게 이점을 얻습니다.

• 공차 요구 사항 : 타이트한 차원 공차와 우수한 표면 마감이 중요하다면 폐쇄 된 다이 단조가 명확한 승자입니다. 오픈 다이 단조는 종종 추가 가공이 필요합니다.

• 재료 특성 : 두 프로세스 모두 기계적 특성을 향상 시키지만, 특정 흐름 특성 및 결과 곡물 구조는 특정 중요한 응용 분야의 선택에 영향을 줄 수 있습니다.

• 비용 및 리드 타임 : 다이 제조의 툴링 비용과 리드 타임은 특히 폐쇄 된 다이 단조의 경우 중요한 고려 사항입니다.

결론적으로, Open Die와 Closed Die Forging은 귀중한 금속 가공 기술이며, 각각의 특정 제조 요구에 대한 뚜렷한 장점을 제공합니다. 주어진 응용 프로그램에 대한 최적의 재료 특성, 치수 정확도 및 비용 효율성을 달성하기 위해 가장 적절한 위조 방법을 선택하는 데 차이가 이해되는 것이 중요합니다.