콜드 드로잉(Cold Drawing): 정밀 금속 성형 공정 원리와 응용

콜드 드로잉(cold drawing)은 금속 조각을 단일 또는 일련의 다이스(die)를 통해 강제로 통과시켜 원래 부품 단면 크기 줄이는 금속 성형 공정. 콜드 드로잉 공정으로 치수 일관된 최종 제품 얻으면서 항복 강도(yield strength)와 인장 강도(tensile strength) 모두 향상. 결과 표면 깨끗하고 스케일(scale) 등 결함 없음. 콜드 드로잉은 엄격한 물리·기계적 사양 충족해야 하는 정밀 강철, 구리, 알루미늄 로드, 바, 와이어 생산에 주로 사용.

공정 장비: 드로잉 벤치(drawing bench), 유압 실린더/윈치

콜드 드로잉 공정 중 다이스 고정용 고정 플랫폼 '드로잉 벤치' 사용. 벤치에 인피드(in-feed)와 아웃피드(out-feed) 측 존재. 아웃피드 측: 다이스 통과 후 완제품 받아주는 긴 롤러 플랫폼. 금속 소재(보통 바/와이어 형태) 인피드 측 투입. 금속 소재 한 끝 크기 줄여 다이스 통과 가능하게 함. 유압 실린더나 윈치로 금속 당겨 다이스 통과→아웃피드 롤러 위로.

3대 유형: 튜브/바/와이어 드로잉

콜드 드로잉 3대 기본 유형: 튜브 드로잉, 바 드로잉, 와이어 드로잉. 튜브 드로잉: 내경(ID)·외경(OD) 동시 축소, 튜브 길이 증가. 튜브 벽 두께 일정 유지. 바 드로잉: 원본 바 스톡 단면 축소, 길이 증가. 원본 폭/높이 한 쪽만 유지되나 보통 둘 다 축소. 와이어 드로잉: 와이어 스톡 OD 축소, 길이 증가. 와이어 부피 일정. 와이어 드로잉 보통 여러 단계 거쳐 목표 크기 축소. 와이어 드로잉 다이스: 텅스텐 카바이드나 다이아몬드 제조.

기계적 물성 변화: 인장강도 30%↑, 항복강도 80%↑

물리적 치수 변경 외 콜드 드로잉으로 원본 소재 기계적 물성도 변화. 인장 강도 30% 증가 가능, 항복 강도 80% 증대 흔함. 기계적 물성 변화는 원본 스톡 단면 축소량 관련. 초기 단면 소폭 축소로 큰 기계적 물성 변화 유발 가능, 축소량 증가할수록 변화율 급감.

응용: 전기 케이블, 구조용 강관, 일상 용품

콜드 드로잉으로 구리 전기 케이블, 가정용 배선, 구조용 강철, 산업용 파이프 제조. 일상 용품 다수 생산: 클립, 기타 줄, 스프링. 기타 응용: 악기 부품, 전기 부품, 유압 튜빙·파이핑.