단조의 기본 분류는 무엇입니까?

단조는 다양한 산업 분야에서 견고하고 내구성 있는 부품을 제조하는 데 중요한 역할을 하는 기본적인 금속 성형 공정입니다. 자동차 크랭크샤프트, 항공우주용 브래킷부터 건설용 패스너, 유전용 공구에 이르기까지 단조 부품은 뛰어난 기계적 특성과 구조적 무결성으로 잘 알려져 있습니다.

이해하기단조의 기본 분류엔지니어, 설계자, 조달 전문가가 용도, 부품 복잡성, 생산량, 소재 종류에 따라 가장 적합한 단조 방법을 선택할 수 있도록 지원합니다. 이 글에서는 주요 단조 유형과 그 특징을 살펴보고, 정보에 기반한 결정을 내리는 데 도움을 드립니다.

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단조란 무엇인가?

단조국부적인 압축력을 이용하여 금속을 성형하는 제조 공정입니다. 이는 망치질, 프레스, 또는 압연을 통해 수행될 수 있으며, 일반적으로 금속은 가열된(하지만 고체인) 상태입니다. 단조는 내부 결정립 구조를 개선하고 강도를 높이며 기공이나 개재물과 같은 결함을 제거합니다.

단조는 온도, 사용 장비, 금형 구성 등의 요인에 따라 다양한 기술로 발전했습니다.

단조의 기본 분류

단조 공정은 크게 다음과 같이 분류할 수 있습니다.두 가지 주요 기준:

1. 성형 온도

2. 다이 구성 및 툴링

각 분류를 자세히 살펴보겠습니다.

성형온도에 따른 분류

이는 단조 공정을 분류하는 가장 일반적인 방법입니다. 단조가 수행되는 온도에 따라 다음과 같이 나뉩니다.

1. 열간 단조

정의: 일반적으로 금속의 재결정 온도(강철의 경우 약 1100~1250°C)보다 높은 고온에서 수행됩니다.

장점:

• 높은 연성과 낮은 변형 저항성

• 복잡한 모양을 가능하게 합니다

• 입자 구조를 미세화합니다

• 다공성 및 결함 제거

단점:

• 산화로 인한 스케일 형성

• 치수 정확도는 냉간 단조보다 낮습니다.

• 난방에 더 많은 에너지가 필요합니다

응용 프로그램:

• 자동차 부품(크랭크샤프트, 기어)

• 중장비 부품

• 산업용 샤프트 및 플랜지

2. 온간 단조

정의: 중간 온도(500°C~900°C)에서 수행되며, 열간 단조와 냉간 단조의 일부 장점을 결합한 것입니다.

장점:

• 감소된 성형 하중

• 향상된 치수 제어

• 열간단조에 비해 산화가 적음

• 더 나은 표면 마감

단점:

• 특정 소재에 한정됨

• 더 복잡한 장비 요구 사항

응용 프로그램:

• 변속기 구성 요소

• 베어링 레이스

• 기어 블랭크

3. 냉간 단조

정의: 재료를 가열하지 않고 실온 또는 실온 근처에서 수행합니다.

장점:

• 우수한 표면 마감

• 정밀한 치수 공차

• 가공 경화는 강도를 향상시킵니다

• 산화나 스케일링 없음

단점:

• 높은 성형력이 필요합니다

• 더 단순한 모양과 더 부드러운 소재로 제한됨

• 잔류응력의 위험

응용 프로그램:

• 패스너(볼트, 나사, 리벳)

• 샤프트

• 소형 정밀 부품

다이 구성에 따른 분류

단조는 공정에 사용되는 금형 및 장비의 유형에 따라 분류할 수도 있습니다.

1. 자유단조(자유단조)

정의: 금속은 재료를 완전히 둘러싸지 않는 평평하거나 간단한 다이 사이에 놓입니다.

프로세스:

• 공작물이 여러 단계로 변형됩니다.

• 작업자는 변형 방향을 제어합니다.

• 맞춤형 또는 소량 생산에 이상적입니다.

장점:

• 크고 간단한 모양에 적합

• 낮은 다이 비용

• 곡물 흐름에 대한 좋은 제어

단점:

• 치수 정확도가 낮음

• 더 많은 숙련된 노동력이 필요합니다

• 추가 가공이 필요할 수 있습니다

응용 프로그램:

• 대형 샤프트, 디스크, 링

• 중공업 부품

• 선박 및 발전 부품

2. 폐쇄형 단조(인상형 단조)

정의: 금속은 부품의 원하는 모양과 유사한 다이 캐비티에 놓입니다.

프로세스:

• 고압력은 금속을 다이에 밀어 넣습니다.

• 플래시는 종종 형성되고 그런 다음 트리밍됩니다.

• 대량 생산에 이상적

장점:

• 정밀하고 거의 순수한 형태의 구성 요소

• 높은 반복성과 효율성

• 결정립 정렬로 인한 향상된 기계적 특성

단점:

• 더 높은 툴링 비용

• 소형 및 중형 부품으로 제한됨

• 더욱 정교한 장비가 필요합니다

응용 프로그램:

• 기어

• 커넥팅로드

• 자동차 및 항공우주 부품

3. 업셋 포징

정의: 금속 막대의 길이를 압축하여 해당 부분의 직경을 늘리는 것을 말합니다.

프로세스:

• 일반적으로 수평 단조기에서 수행됩니다.

• 볼트, 리벳, 패스너의 헤드 형성에 사용됨

장점:

• 대칭형 부품의 효율적인 생산

• 우수한 기계적 강도

• 높은 생산 속도

응용 프로그램:

• 볼트

• 나사

• 샤프트 및 밸브 스템

4. 원활한 링 롤링

정의: 뚫린 프리폼으로 링을 형성한 후 압연을 통해 확장하는 특정 유형의 단조입니다.

장점:

• 우수한 곡물 방향

• 정확한 벽 두께

• 대구경 링에 비용 효율적

응용 프로그램:

• 문장

• 플랜지

• 기어 및 압력 용기 구성품

추가 분류

현대 단조 공정은 다음과 같이 분류됩니다.

a. 기계 유형

• 망치 단조

• 유압 프레스 단조

• 나사 프레스 단조

• 기계식 프레스 단조

b. 자동화 수준

• 수동 단조

• 반자동 단조

• 전자동 단조

c. 재료 유형

• 철(탄소강, 스테인리스강)

• 비철(알루미늄, 구리, 티타늄, 니켈 합금)

단조 vs 기타 금속 성형 방법