단조는 망치, 프레스, 롤링을 통해 금속을 성형하는 제조 공정입니다. 이러한 압축력은 망치나 다이를 통해 전달됩니다. 단조는 수행 온도에 따라 냉간, 온간, 열간 단조로 분류되는 경우가 많습니다.
다양한 금속을 단조할 수 있습니다. 단조에 사용되는 대표적인 금속으로는 탄소강, 합금강, 스테인리스강이 있습니다. 알루미늄, 황동, 구리 같은 매우 부드러운 금속도 단조할 수 있습니다. 단조 공정은 최소한의 폐기물로 우수한 기계적 특성을 가진 부품을 생산할 수 있습니다.
기본 개념은 원래 금속이 원하는 기하학적 형상으로 소성 변형되어 더 높은 피로 저항성과 강도를 부여받는 것입니다. 이 공정은 부품을 대량 생산하고 완제품에서 특정 기계적 특성을 달성할 수 있어 경제적으로 건전합니다.
단조는 수천 년 동안 대장장이들에 의해 수행되어 왔으며, 전통적인 제품은 주방용품, 하드웨어, 수공구, 날붙이, 심벌즈, 보석류였습니다.
산업혁명 이후 단조 부품은 고강도가 요구되는 메커니즘과 기계의 모든 곳에서 널리 사용됩니다. 이러한 단조품은 보통 추가 가공(가공 등)을 거쳐 거의 완성된 부품을 달성합니다. 오늘날 단조는 주요 전 세계 산업입니다.
단조는 수천 년 동안 대장장이들에 의해 수행되어 왔습니다. 처음에 청동과 구리가 청동기 시대에 가장 흔한 단조 금속이었고, 나중에 온도 제어와 제철 공정이 발견되면서 철이 주요 단조 금속이 되었습니다.
전통 제품에는 주방용품, 하드웨어, 수공구, 날붙이가 포함됩니다. 산업혁명은 단조를 더 효율적인 대량 생산 공정으로 만들었습니다. 그 이후 단조는 장비, 로봇, 전자 제어, 자동화의 발전과 함께 진화해 왔습니다.
단조는 이제 현대 단조 시설에서 다양한 크기, 모양, 재료, 마감의 고품질 금속 부품을 생산하는 전 세계적인 산업입니다.
서로 다른 능력과 이점을 가진 여러 단조 방법이 있습니다.
드롭 단조는 금속을 다이 모양으로 성형하기 위해 망치를 금속에 떨어뜨리는 공정에서 이름이 유래했습니다. 다이는 금속과 접촉하는 표면을 말합니다.
드롭 단조에는 두 가지 유형이 있습니다—오픈 다이와 클로즈드 다이 단조. 다이는 일반적으로 평평한 모양이지만 일부는 특수 작업을 위해 독특한 형상 표면을 가집니다.
오픈 다이 단조는 대장장이 단조로도 알려져 있습니다. 망치가 고정 앤빌 위의 금속을 타격하고 변형시킵니다. 이 단조 유형에서 금속은 다이 안에 완전히 갇히지 않습니다—다이와 접촉하는 영역을 제외하고 흐를 수 있습니다.
원하는 최종 형상을 달성하기 위해 금속을 방향을 정하고 위치를 잡는 것은 작업자의 책임입니다. 평평한 다이가 사용되며, 일부는 특수 작업을 위해 특수 형상 표면을 가집니다. 오픈 다이 단조는 단순하고 큰 부품, 맞춤형 금속 부품에 적합합니다.
클로즈드 다이 단조는 인상 다이 단조로도 알려져 있습니다. 금속을 다이에 넣고 앤빌에 부착합니다. 망치가 금속에 떨어져 금속이 흐르고 다이 캐비티를 채우게 합니다.
망치는 밀리초 단위의 빠른 연속으로 금속과 접촉하도록 타이밍됩니다. 여분의 금속은 다이 캐비티에서 밀려나 플래시를 형성합니다. 플래시는 나머지 재료보다 빠르게 냉각되어 다이 안의 금속보다 더 강해집니다. 단조 후 플래시는 제거됩니다.
금속이 최종 단계에 도달하려면 다이의 일련의 캐비티를 통해 이동합니다:
롤 단조는 원형 또는 반원형의 두 수평 롤로 구성되어 원형 또는 평평한 바 스톡을 변형시킵니다. 이는 두께를 줄이고 길이를 늘리는 역할을 합니다.
가열된 바가 삽입되어 하나 이상의 형상 홈을 가진 두 롤 사이를 통과하며 기계를 통해 롤링되면서 점진적으로 성형됩니다. 이 공정은 원하는 형상과 크기가 달성될 때까지 계속됩니다.
프레스 단조는 드롭 해머 단조에서 사용되는 충격 대신 느리고 지속적인 압력 또는 힘을 사용합니다. 더 느린 램 이동은 변형이 더 깊게 도달하여 금속 전체 부피가 균일하게 영향을 받게 합니다.
대조적으로 드롭 해머 단조에서는 변형이 종종 표면 수준에만 머무는 반면 금속 내부는 다소 변형되지 않은 상태로 남습니다. 프레스 단조에서 압축률을 제어함으로써 내부 응력도 제어할 수 있습니다.
업셋 단조는 금속 길이를 압축하여 직경을 증가시키는 제조 공정입니다. 크랭크 프레스, 특수 고속 기계가 업셋 단조 공정에 사용됩니다.
크랭크 프레스는 일반적으로 효율성과 한 스테이션에서 다음으로 금속 빠른 교환을 위해 수평면에 설정됩니다. 수직 크랭크 프레스 또는 유압 프레스도 옵션입니다.
자동 열간 단조에서 공장 길이 강철 바가 실온에서 단조 기계 한 끝에 투입되고, 열간 단조 제품이 다른 끝에서 나옵니다. 바는 고출력 유도 코일로 60초 만에 2190~2370°F 온도로 가열됩니다.
바는 롤러로 스케일 제거되고 블랭크로 전단됩니다. 이 시점에서 금속은 고속 냉간 성형 작업과 결합될 수 있는 여러 성형 단계를 통해 이송됩니다. 일반적으로 냉간 성형 작업은 마무리 단계로 남겨집니다. 이렇게 하면 자동 열간 단조의 높은 속도를 유지하면서도 냉간 가공의 이점을 얻을 수 있습니다.
정밀 단조는 최종 가공이 거의 또는 전혀 필요하지 않습니다. 단조 후 공정과 관련된 비용과 낭비를 최소화하기 위해 개발된 단조 방법입니다. 재료와 에너지 감소, 가공 감소로 비용 절감이 달성됩니다.
등온 단조는 금속과 다이가 같은 온도로 가열되는 단조 공정입니다. 단열 가열이 사용되어 시스템과 외부 환경 사이에 순 질량 또는 열 교환이 없습니다.
변화는 모두 내부 변화로 인한 고도로 제어된 변형률입니다. 열 손실이 낮아 더 작은 기계로 이 단조 공정을 사용할 수 있습니다.
엔진 및 변속기 부품 외에도 단조품은 다양한 기어, 스프로킷, 레버, 샤프트, 스핀들, 볼 조인트, 휠 허브, 롤러, 요크, 액슬 빔, 베어링 홀더, 링크에 사용됩니다.
단조는 이 공정이 조각 형상에 따라 결정립 흐름을 정제하고 방향을 지정하므로 더 나은 기계적 특성, 연성, 피로 및 충격 저항성을 제공합니다. 거의 모든 금속, 철과 비철을 단조할 수 있습니다.
산업기술
단조(Forging)란 무엇인가? 단조는 해머, 프레스, 롤링 등으로 금속에 압축력을 가해 형상을 만드는 제조 공정입니다. 이 압축력은 해머나 다이(Die)를 통해 전달됩니다. 가공 온도에 따라 냉간 단조, 온간 단조, 열간 단조로 나뉩니다. 탄소강, 합금강, 스테인리스강 등 다양한 금속이 단조 가능하며, 알루미늄, 황동, 구리 같은 연질 금속도 단조할 수 있습니다. 단조는 최소한의 소재 손실로 우수한 기계적 물성(높은 피로 강도, 강도)을 가진 부품을 생산하며, 양산성과 특정 물성 구현에 경제적입니다. 대장장이들이 수천 년간 주방
메탈 플레이팅(도금)이란? 메탈 플레이팅은 소재 표면에 얇은 금속층을 입히는 것. 도전성 표면에 금속을 증착시키는 표면 피복 공정입니다. 수백 년 역사를 지닌 기술이자 현대 기술에도 필수적입니다. 장식, 내식성, 납땜성 향상, 경화, 내마모성, 마찰 저감, 도장 밀착성 향상, 전도도 변경, IR 반사율 개선, 방사선 차폐 등 다양한 목적. 주얼리는 은/금 마감 위해 도금 활용. 원자 단위 박막 증착 가능해 나노기술에도 응용. 여러 도금 방식과 변형 존재. 한 방식은 금속 시트로 고체 표면 덮고 열/압력 가해 융합. 다른 기법: 전기
