유압 프레스 금형 고장의 원인 및 해결책

이 글은 주로 실패 원인을 소개합니다.유압 프레스금형 및 솔루션.

1. 금형 재료

금형강은 합금강의 일종입니다. 비금속 개재물, 탄화물 편석, 중심 기공, 백반 등의 구조적 결함이 존재하여 금형의 강도, 인성, 열피로 저항성을 크게 저하시킵니다. 일반적으로 품질에 따라 일반 금형과 고품질 금형으로 나뉩니다. 고품질 금형은 첨단 생산 기술 덕분에 순도가 높고 구조가 균일하며 편석이 적고 인성과 열피로 성능이 우수합니다.

해결책: 일반 금형을 단조하여 큰 비금속 개재물을 제거하고, 탄화물 편석을 없애고, 탄화물을 미세화하고, 구조를 균일하게 만들어 고품질 금형의 효과를 얻습니다.

2. 금형 설계

금형 설계 시, 금형의 강도를 확보하기 위해 성형 부품의 재질과 기하학적 치수를 고려하여 모듈의 외형 치수를 결정해야 합니다. 또한, 금형의 열처리 및 사용 과정에서 필렛 반경이 작고, 박판 부분이 넓으며, 벽 두께 차이가 크고, 구멍과 슬롯의 위치가 부적절하면 과도한 응력 집중과 균열 발생이 용이합니다. 따라서 금형 설계 시에는 날카로운 모서리를 최대한 피하고, 구멍과 슬롯의 위치를 ​​합리적으로 배치해야 합니다.

3. 제조 공정

1) 단조 공정

금형에는 여러 합금 원소가 포함되어 있고, 단조 시 변형 저항이 크며, 열전도율이 낮고, 공융 온도가 낮습니다. 이러한 점에 주의하지 않으면 금형이 파손될 수 있습니다. 금형은 800~900℃로 예열한 후 1065~1175℃까지 가열해야 합니다. 큰 비금속 개재물을 제거하고, 탄화물 편석을 없애고, 탄화물을 미세화하기 위해 단조 공정 중 업세팅과 드로잉을 균일하게 반복해야 합니다. 단조 후 냉각 과정에서 담금질 균열이 발생하기 쉽고, 특히 중심부에 횡방향 균열이 발생하기 쉽습니다. 따라서 단조 후 서서히 냉각해야 합니다.단조이 문제를 피할 수 있습니다.

2) 자르기

절삭 공정의 표면 조도는 금형의 열피로 성능에 큰 영향을 미칩니다. 금형 캐비티의 표면 조도가 낮고 칼자국, 긁힘, 버와 같은 결함이 없으면 응력 집중이 발생하고 열피로 균열이 시작될 수 있습니다.
해결 방법: 금형 가공 시 복잡한 부품의 모서리 곡면에 칼자국이 남지 않도록 하십시오. 또한 구멍, 홈 가장자리 및 뿌리 부분의 버(burr)를 연마하여 제거하십시오.

3) 분쇄

연삭 공정 중 발생하는 국부적인 마찰열은 연소 및 균열과 같은 결함을 쉽게 유발하고 연삭면에 잔류 인장 응력을 발생시켜 금형의 조기 파손으로 이어질 수 있습니다. 연삭열로 인한 연소는 금형 표면을 템퍼링하여 템퍼링된 마르텐사이트를 형성할 수 있습니다. 취성이 있고 템퍼링이 되지 않은 마르텐사이트 층은 금형의 열피로 성능을 크게 저하시킵니다. 연삭면의 국부적인 온도 상승이 800℃를 초과하고 냉각이 불충분할 경우, 표면 재료는 재오스테나이트화되어 마르텐사이트로 급랭됩니다. 이로 인해 금형 표면에는 더 높은 구조적 응력이 발생합니다. 금형 표면의 온도 상승은 연삭 공정 중 열응력을 발생시키고, 구조적 응력과 열응력이 중첩되면 금형에 연삭 균열이 쉽게 발생할 수 있습니다.

4) 전기 스파크 가공

전기 스파크 가공은 현대 금형 제조 공정에서 필수적인 마무리 공정입니다. 스파크 방전이 발생하면 해당 지점의 순간 온도가 1000℃를 초과하여 방전 지점의 금속이 녹았다가 기화됩니다. 전기 스파크 가공 표면에는 녹았다가 다시 굳은 얇은 금속층이 형성되며, 이 층에는 수많은 미세 균열이 존재합니다. 이 얇은 금속층은 밝은 흰색을 띕니다. 금형에 하중이 가해지면 이러한 미세 균열은 쉽게 거시적 균열로 발전하여 금형의 조기 파손 및 마모를 초래합니다.
해결책: EDM 가공 후 금형의 내부 응력을 제거하기 위해 템퍼링 처리를 합니다. 단, 템퍼링 온도는 EDM 가공 전 최대 템퍼링 온도를 초과해서는 안 됩니다.

5) 열처리 공정

적절한 열처리 공정을 통해 금형은 필요한 기계적 특성을 얻고 수명을 연장할 수 있습니다. 그러나 열처리 공정 설계 또는 작업이 부적절하여 금형에 결함이 발생하면 금형의 내구성이 심각하게 손상되어 조기 고장 및 수명 단축을 초래할 수 있습니다. 열처리 결함에는 과열, 과소성, 탈탄, 균열, 불균일한 경화층, 경도 부족 등이 있습니다. 일정 기간 사용 후 누적된 내부 응력이 위험 한계에 도달하면 응력 제거 및 템퍼링을 수행해야 합니다. 그렇지 않으면 계속 사용 시 내부 응력으로 인해 금형에 균열이 발생할 수 있습니다.

4. 금형의 사용

1) 금형 예열

이 금형은 합금 원소 함량이 높고 열전도율이 낮아 작업 전에 충분히 예열해야 합니다. 사용 중 금형 온도가 너무 높으면 강도가 저하되고 소성 변형이 쉽게 발생하여 금형 표면이 파손될 수 있습니다. 반대로 예열 온도가 너무 낮으면 금형 사용 시작 시 순간적인 표면 온도 변화가 커서 열응력이 커지고 균열이 발생하기 쉽습니다.
해결책: 금형의 예열 온도는 250~300℃로 설정한다. 이는 금형 단조 시 온도 차이를 줄이고 금형 표면의 과도한 열응력을 방지할 뿐만 아니라 금형 표면의 소성 변형을 효과적으로 감소시킨다.

2) 금형 냉각 및 윤활

금형의 열 부하를 줄이고 고온을 방지하기 위해 일반적으로 금형은 사용 후 냉각됩니다. 그러나 금형의 주기적인 가열 및 냉각은 열 피로 균열을 유발할 수 있습니다. 따라서 금형은 사용 후 천천히 냉각해야 하며, 그렇지 않으면 열 응력이 발생하여 금형에 균열이 생기고 파손될 수 있습니다.
해결책: 금형 작업 시, 12% 흑연 함량의 수성 흑연 윤활제를 사용하여 성형력을 줄이고, 금형 내부에서 금속의 정상적인 흐름을 보장하며, 단조품의 원활한 분리를 도울 수 있습니다. 또한, 흑연 윤활제는 열 방출 효과가 있어 금형의 작동 온도를 낮출 수 있습니다.

위에서 언급한 내용들은 유압 프레스 금형 고장의 모든 원인과 해결책입니다.정시이 회사는 특정 분야를 전문으로 하는 제조업체입니다.유압 프레스 장비필요한 것이 있으시면 언제든지 연락 주세요.