An Experimental Study on Forming an Axi-Symmetric Dome Type Closed-Die Forging Product Using Modeling Material(I)

모델링재료를 이용한 축대칭형 돔형상의 폐쇄단조 성형 연구 (I)

An experimental study on forging an axi-symmetric dome type of AISI4130 was carried out using modeling material. In order to verify the validity of the experimental data, a similarity study between plasticine and AISI4130 has been made. Friction conditions were characterized by ring test for the various lubricants. For the closed-die forging experiments of an axi-symmetric dome type of AISI4130 using the plasticine, various cylindrical billets with different aspect ratios were forged and different flash width to thickness(W/T) ratios were used in order to determine the optimum forging conditions. As W/T ratios decrease forging loads decrease while excess volumes increase. It was found out that the experimental results reproduce the similiar results available in the literature. As a result of these experiments, it was construed physical modeling is an excellent tool for forging process simulation at a practical level.

본 연구에서는 모델링재료를 이용한 AISI4130축대칭 도움형상의 열간 단조 공 정 설계 방안을 이룩하기 위한 실험을 수행하였다. 본 실험에 사용된 모델링 재료는 Van Akan International사 제품의 Plastalina를 이용하였다. 모델링재료와 실제 재 료 사이의 상사성을 검토하기 위해 압축실험을 수행하였는데 압축 실험시 모델링재료 와 평다이 사이의 마찰력을 줄이기 위해 베이비파우더, 휴지, 바셀린, 테프론테잎 등 을 이용하였으며 램 속도, 온도, 그리고 변형률도에 따른 응력 변화를 검토해 보았다. 열간 공정시에 수반되는 금형과 공작물 사이의 마찰력을 알아보기 위해 앞에 열거한 윤활제를 이용한 링실험을 수행하여 전단마찰계수(m) 값의 변화를 알아보고 폐쇄단조 시 주요한 설계방안을 검토하기 위해 플래쉬를 갖는 폐쇄단조 실험을 수행하였다. 이 실험에서는 폐쇄단조시 중요한 설계변수 중의 하나인 플래쉬 두께 대 폭비, 플래쉬 부를 통한 체적손실, 그리고 원기둥모양의 초기 단조 시편 형상비 등에 따른 설계방안 을 검토하여 기존 참고문헌에 나와 있는 결과들과 유사성을 검토하였다. 이와같은 실험 결과를 체계적으로 확립하고 고강도강 대형 단조품생산에 필요한 단조하중 예측, 예비성형체 설계, 성형성 연구등에 대한 응용성을 검토하고자 한다.