다이캐스팅 코어용 마레이징 강
코어나 소형 인서트에 가해지는 열부하가 5% 크롬 열간공구강이 감당할 수 있는 범위를 넘어설 때, 다이캐스터는 마레이징 강을 선택합니다. 이 이름은 마르텐사이트와 시효에서 유래했습니다. 이 강은 담금질이 아니라 기계가공 후 저온에서 경화되므로 부품이 절삭된 치수에 가깝게 유지되며, 이것이 정밀도를 유지해야 하는 코어에 사용할 수 있게 하는 이유입니다. 이 페이지에서는 일반적으로 사용되는 4가지 등급, 그 조성, 어닐링 상태에서 시효 상태로 만드는 처리 순서, 고려해야 할 치수 변화, 그리고 이 강이 실제 사용에서 성공한 곳과 그렇지 않은 곳을 설명합니다.
열간공구강 대신 마레이징 강을 사용하는 이유
다이캐스팅 코어는 금속 흐름 속에 위치하며 캐비티와 동일한 열 사이클을 받지만, 열을 배출할 질량이 더 적습니다. 열간공구강이 연화되는 곳에서 코어는 코어 구멍을 정확하게 유지하는 끼워맞춤을 잃습니다. 마레이징 강은 심한 열피로 하에서도 견디는 고강도와 인성의 조합으로 이에 대응합니다. 이들은 고품질 원료로 진공 용해하여 생산된 저탄소강이며, 니켈, 몰리브덴, 코발트와 함께 소량이지만 중요한 티타늄, 알루미늄, 규소 첨가물을 함유합니다. 4가지 조성이 일반적으로 사용되며, 내력으로 분류되어 1400에서 2400 N/mm² 범위입니다. 이 등급들은 여러 공급업체가 자체 명칭으로 판매하므로, 내력 등급이 이들을 비교하는 신뢰할 수 있는 방법입니다.
일반적으로 사용되는 4가지 등급
각 등급의 조성은 유사하며, 차이는 의도적입니다. 티타늄은 시효가 얼마나 많은 강도를 부여하고 부품이 시효 중 얼마나 변형되는지를 결정하는 원소입니다. 몰리브덴과 코발트가 나머지 반응을 담당합니다. 아래 표는 출처에 게재된 4가지 등급의 화학 조성을 보여줍니다.
| 등급 | C | Mn | Si | Mo | Ti | Al | Ni | Co |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 18 Ni 1400 | 0.03 | 0.1 | 0.1 | 3.0-3.5 | 0.15-0.25 | 0.05-0.15 | 17-18 | 8-9 |
| 18 Ni 1700 | 0.03 | 0.1 | 0.1 | 4.6-5.1 | 0.3-0.5 | 0.05-0.15 | 17-19 | 7-8.5 |
| 18 Ni 1900 | 0.03 | 0.1 | 0.1 | 4.6-5.2 | 0.5-0.8 | 0.05-0.15 | 18-19 | 8-9.5 |
| 18 Ni 2400 | 0.01 | 0.1 | 0.1 | 3.5-4.0 | 1.6-2.0 | 0.1-0.2 | 17-18 | 12-13 |
다이캐스팅 코어용으로 일반적으로 사용되는 4가지 마레이징 강 등급의 공칭 조성(중량%). 망간과 규소는 실질적으로 최대 0.12%이지만, 망간과 규소의 합계는 0.2%를 초과해서는 안 됩니다. 철은 모든 등급에서 분석의 잔량을 구성합니다.
어닐링된 봉재에서 시효된 코어까지
처리는 세 단계로 이루어지며, 순서가 중요합니다. 부품이 처음 두 단계 사이에 기계가공되기 때문입니다. 강은 어닐링 상태로 공급되며 약 30 HRC에서 쉽게 기계가공됩니다. 초기 기계가공 후 용체화 처리하고 시효 경화가 일어나지 않을 만큼 빠르게 냉각하여 최종 절삭에 충분히 연한 상태로 만듭니다. 시효는 마지막에 완성된 형상에서 이루어지므로, 치수 변화가 마지막 절삭 후에 발생합니다.
| 단계 | 온도 | 유지 및 냉각 | 후 경도 |
|---|---|---|---|
| 공급 상태, 어닐링 | 해당 없음 | 해당 없음 | 약 30 HRC, 기계가공 용이 |
| 용체화 처리 | 800 ~ 900 C | 공기 또는 오일 중 냉각, 시효 경화를 방지할 만큼 빠르게 | 연한 마르텐사이트, 최종 기계가공 준비 완료 |
| 시효 경화 | 480 C | 단면 두께에 따라 6 ~ 9시간, 그 후 공기 냉각 | 약 50 ~ 54 HRC |
| 더 높은 시효 온도 | 480 C 초과 | 더 짧은 유지 시간 | 더 낮은 경도 |
마레이징 강 코어의 처리 순서. 시효의 작은 치수 변화가 절삭할 소재가 아니라 완성된 부품에 발생하도록 시효 전에 기계가공을 수행합니다.
기계가공 여유를 결정하는 치수 변화
시효 경화는 부품을 투입된 치수 그대로 두지 않습니다. 이 강은 시효 중 수축하며, 그 양은 티타늄 함량과 시효 온도에 따라 달라집니다. 480 C에서 시효에 대한 게재된 수치는 수축이 마무리 여유에 포함될 수 있을 만큼 작지만, 공차를 유지해야 하는 코어에서는 무시할 수 없습니다. 더 높은 시효 온도는 부품을 더 많이 변형시키며, 출처는 그 차이가 티타늄 함량의 함수라고 언급합니다.
| 등급 또는 상태 | 480 C에서 시효 후 치수 변화 | 원인 |
|---|---|---|
| 18 Ni 1400 | mm당 0.0004 mm 미만 | 4가지 등급 중 가장 낮은 티타늄 함량 |
| 18 Ni 1900 | mm당 0.0008 mm 미만 | 더 높은 티타늄 함량 |
| 더 높은 시효 온도 | 더 큰 수축 | 가공 시 이를 고려해야 합니다 |
480 C에서 마레이징 강종의 시효 경화 중 치수 변화와 이를 유발하는 티타늄 함량.
마레이징 필러로 다이 보수 용접
마레이징 강과 열간 공구강의 실질적인 차이 중 하나는 용접 작업대에서 나타납니다. 마레이징 강은 다이 강의 용접 보수에 만족스럽게 사용되며, H13으로 용접하는 것과 달리 예열이 전혀 필요하지 않습니다. 오히려 차가운 다이가 요구되어 마레이징 용접부가 빠르게 냉각됩니다. 그런 다음 필러를 연하고 연성인 재료로 연속적으로 소량씩 적층하여 용접 균열이 발생할 가능성을 낮춥니다. 가공 후 저온 시효 처리도 용접부 옆 열간 공구강에 형성되는 재경화 영역을 템퍼링하는 역할을 합니다. 모재 다이 강의 일반적인 특성은 용접에 의해 영향을 받지 않습니다.
마레이징이 효과를 발휘한 경우와 그렇지 않은 경우
코어와 소형 다이 인서트에 사용되는 마레이징 강은 알루미늄 다이캐스팅에서 좋은 성능을 보여주었습니다. 대형 인서트는 예외입니다. 알루미늄 다이캐스팅에 사용되는 대형 인서트에서 소스는 높은 다이 표면 온도와 알루미늄의 침식이 함께 작용하여 발생하는 비정상적인 마모를 기록합니다. 이는 의도된 용도와 함께 읽어야 합니다. 이들은 인성과 정밀도를 위해 선택된 코어 및 소형 인서트 재료이며, 전체 다이에 걸쳐 5% 크롬 열간 공구강을 일반적으로 대체하는 것은 아닙니다.
다음으로 볼 곳
이러한 코어가 일반적으로 지지하는 열간 공구강은 다음에서 다룹니다: H13 공구강 페이지, 그리고 다이에 판매되는 H13 강종은 다음에서 다룹니다: H11 페이지 및 H21 페이지. 어떤 강종이 다이의 어느 부분에 어떤 경도로 들어가는지는 다음에 설명되어 있습니다: 다이캐스팅 다이 구성 재료 페이지, 그리고 코어 및 인서트 선택은 다음에서 다룹니다: 코어 및 인서트 선택 페이지. 다이가 실제로 파손되는 방식은 다음에서 다룹니다: 다이캐스팅 다이 및 인서트 페이지 및 열피로 균열 페이지. 공구강 전반에 걸친 보수 용접은 다음에서 다룹니다: 공구 및 다이 용접 페이지, 그리고 다이가 견뎌야 하는 주조 금속은 다음에서 다룹니다: 다이캐스팅 다이 강 선택 페이지. 열간 강종의 열처리는 다음에서 다룹니다: 열간 열처리 페이지, 그리고 사용 중 다이가 겪는 연화는 다음에서 다룹니다: H13 금형 연화 페이지.
이것을 합금 규격으로 사용하기 전에
이 페이지는 공개된 소스의 참조 요약이며 Aobo Steel의 사양이 아닙니다. 조성과 처리 반응은 소스에서 재현한 것으로, 여러 상표명으로 판매되는 강종에 대한 공칭 분석을 제공합니다. 특정 마레이징 강 히트의 반응은 용해 방법, 분석 및 시효 처리에 따라 달라집니다. 최종 사양은 작업 시 확인됩니다.
출처, Die Casting Metallurgy, A. Kaye and A. Street, Butterworths Monographs in Materials, 1982, Chapter 25, Pressure die casting dies.