• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.49-54
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• 2010

자동차의 A.C 제너레이터(alternating current generator) 부품으로 사용되는 로터폴(rotor pole)을 가공할 때는 트랜스퍼온간단조금형(transfer warm forging die)으로 성형한다. 소재를 온간가공 영역으로 가열한 후 즉시 금형안으로 이송시켜 제1스테이지(1st stage)에서 업세팅가공(upsetting work)하고 제2스테이지(2nd stage)로 이송하여 측방압출(lateral extrusion)가공을 한다. 이때 측방압출 스테이지의 금형에서 다이블록(die block), 다이부싱(die bushing), 센터펀치(center punch), 사이드펀치(side punch)의 접촉면이 압출시의 과혹(過酷)한 조건에 견디지 못하여 쉽게 마멸(abrasion)되어 금형수명(die life)을 단축시키고 있다. 이 때문에 생산량 감소로 인한 납기지연, 금형의 수리보수시간 과다, 제품의 정밀도 저하 등의 문제점이 발생되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 금형재질 선정과 열처리 작업 싸이클 개선, 방전가공시의 트러블 해소, 핵심부품의 구조변경 등을 연구하여 금형수명을 40~50% 연장 하고자 하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1998년도 금형가공 심포지엄
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• pp.43-53
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• 1998

Heat - affected zones degenerated in cold forging die have been investigated to improve the tool life. There are many cases of heat-affected zone which are degenerated in manufacturing die and using the cold forging process. In order to define amounts of grinding inmanufacturing the toolfor cold forging, we have investigated the hardness and microstructure of surface layer after EDM. Considering the results of T.R.S. and compression test, it is likely that mechanical properties of tool have been decreased sharply if the heat-affected zones degenerated by EDM were not machined properly. also analyzed the tool surfac which is fractured during the cold forging. According to the microstructures and hardness distribution, surface of many tools have been degenerated in cold forging and fractured due to the heat-affected zone.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.75-78
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• 2000

There are several effective factors to influence die life in the warm forging process. For instance process design die design and die materials etc This study presented heat treatment method which could improve toughness and wear resistance simultaneously in high temperature to apply high speed tool steels like SKH51 to die material for warm forging process. To verify the feasibility of application of heat treatment method mentioned above wear test was performed under the condition of constant time in 40$0^{\circ}C$ Wear coefficient was examined to search a relation between wear amount and time for each material and heat treatment method in 30, 60, and 130 minutes. To quantify the toughness-behavior between room and high temperature impact test was performed and heat fatigue test also fulfilled to compare with the resistance of heat check in room, 200, 400, and $600^{\circ}C$ temperature. On the basis of experimental results mentioned above high speed tool steel was applied to verify appropriateness of newly proposed heat treatment method for die of rotor pole used in automobile alternator. As a result die life of high speed tool steel applied newly proposed heat treatment is longer than that of STD61.

• 소성∙가공
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• 제7권3호
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• pp.274-281
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• 1998

The service life of tools in metal forming process is to a large extent limited by wear, fatigue fracture and plastic deformation. In elevated temperature forming processes wear is the predominant factor for tool operating life. To predict tool life by wear Achard's model is generally applied. Usually hardness of die is considered to be a function of temperature. But hardness of die is a function of not only tem-perature but also operating time of die. To consider softening of die by repeated operation it is necessary to express hardness of die by a function of a function of temperature and time. By experiment of reheating of die softening curve was obtained and applied to suggest modified Archard's Model in which hardness is a function of main tempering curve.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.420-425
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• 2010

온간단조(warm forging) 가공은 가공소재(Billet)를 $800^{\circ}C$ 정도로 가열하여 금형의 다이블록 임프레션(impression) 상면(上面)에 위치결정 시켜 단조하고 있는데, 이 단조가공 과정에서 산화스케일의 비산에 따른 작업자의 화상에 대한 위험도와 산화스케일이 다이블록의 임프레이션에 부착 되거나 열처리기술 미흡으로 금형수명(die life)을 단축시키며 다이블록 안에 분무하는 이형제는 유해먼지, 유해증기, 미스트, 퓸, 악취 등을 발생시켜 작업장 환경을 오염시킴으로써 직무기피 직종으로 분리되기 때문에 생산량 목표 달성에 큰 문제점으로 대두 되고 있다. 더욱이 다이블록의 임프레이션 마멸부위를 수리보수하기 위한 재생공법의 미흡으로 납기지연, 금형비 상승의 요인으로 나타나므로 이에 대한 재생공법 개선과 작업장의 공해물 제거장치의 개발이 요망되고 있다. 본 연구에서는 황동제 관 이음쇠의 온간단조가공에서 도출된 빌릿가열시 문제점, 금형재생 보수시 문제점, 제조원가의 상승요인 등을 외국의 기술과 비교하여 온간단조 금형제작방법개선, 금형재생보수공법 개선, 유해가스 제거장치를 도입하여 환경친화형 작업장 개선 등으로 문제점을 해결 하고자 하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제21권2호
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• pp.41-47
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• 2017

Boron steel (51B20) was cold forged using by new designed dies to apply for automotive aluminum wheel nut. The formability and mechanical properties of boron steel were compared with carbon steel(S45C) which has been used up to date for the wheel nut material. The formability was investigated on the dies designed with various types of punch nose using by FEM. The metal flow and compressive stress on the dies during cold forging were investigated and compared each other. The forging process with a new designed die showed the improved metal flow with a reduced forging load which resulted in the significant increase of the die life. It was recommended that the carbon steel for automotive wheel nut material could be substituted by the boron steel.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.833-836
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• 2000

The mechanical and thermal load. and thermal softening which is happened by the high temperature of die, in hot and warm forging, cause wear. heat checking and plastic deformation, etc. This study is for the effects of solid lubricants and surface treatments for warm forging die Because cooling effect and low friction are essential to the long lift of dies. optimal surface treatments and lubricants are very important to hot and warm forging Process. The heat that is generated by repeated forging processes. and its transfer are important factors to affect die life. The main factors, which affect die hardness and heat transfer, are surface treatments and lubricants, which are related to thermal diffusion coefficient and heat transfer coefficient, etc. For verifying these. experiments art performed for diffusion coefficient and heat transfer coefficient in various conditions - different initial billet temperatures and different loads. Carbonitriding and ionitriding are used as surface treatments. and oil- base and water-base graphite lubrirants are used. The effects of lubricant and surface treatment for warm forging die lift are explained by their thermal characteristics.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.877-885
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• 1995

Cold forging die for metal scissor is made by electric discharge machine. The impression of female die is made by electric discharge machine, the heat treatment is applied, and the impression is polished. When we forge goods by using this kind of die, the abrasion is severe and the crack occurs after forging about 240 strokes. Because the die should be frequently produced in the case, the cost rises, the work is delayed, and the precesion of goods is not good. Therefore, the electric discharge machine was not used in this study. Main die was produced by making hob, installing the hob to cold hobbing press, indenting the die material, and cold hobbing the impression. The die life was increased to 5,000-6,000 strokes in this case. In the future study, the die life will be increased to 10,000 strokes by changing the following : (1) the pre-treatment of slug, (2) the structure of die block, (3) the heat treatment of die material

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
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• pp.337-340
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• 2007

냉간단조금형(Cold Forging Die)의 다이블록(Dieblock)을 제작하는 방법 중의 하나로, 다이블록 제작용 재료를 면가공 하여 다이블록 상면(上面)을 마스터펀치(Master Punch)인 호브(Hob)로 압입(Indentaion) 시켜 절삭가공((Cutting Work)이 아닌 다이호빙(Die Hobbing) 방법으로 임프레션(Impression)을 성형하여 제작하고 있다. 이 방법에 의하여 다이블록의 재료를 합금공구강(Alloy Tool Steel)인 SKD11을 사용하여 제작하고, 스테인리스판(Stainless Sheet Metal)을 제품 재료로 하여 냉간단조가공(Cold Forging Work)을 하였더니 6,000 스트로크(Stroke)에서 금형수명(Die Life)을 다 하였다. 본 논문에서는 다이블록 재료를 고속도공구강(High Speed Tool Steel)인 SKH51로 교체 제작하고, 탄소강(Carbon Steel)인 S45C를 제품 재료로 하여 냉간단조가공을 수행 하였더니 21,000 스트로크에서 금형수명을 다하고 종료 되어 종래의 방법과 비교 검토 하였을 때 350%의 금형수명 연장 효과를 얻게 되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권6호
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• pp.251-261
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• 2022

본 연구에서는 냉간단조공정에서 성형하중과 금형내 응력집중 감소를 위해 자동차 엔진 밸브 스프링 리테이너 제품의 형상최적화를 위한 금형형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 각 성형공정별 냉간단조 금형에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 절단공정을 포함해 총 6공정으로 구성되어 있는 냉간단조공정 별 단조 프리폼의 성형 시에 발생하는 성형하중과 성형유동 특성을 분석하였으며, 이를 통해 금형 내 응력집중이 발생하는 주요 설계인자를 확인하였다. 상형금형과 하형금형부의 챔퍼(chamfer) 및 에지필렛(edge fillet) 형상을 대상으로 4인자 3수준 설계인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 엔진밸브 스프링 리테이너의 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 프리폼 성형공정별로 최대 36 %, 전체 공정 평균 20 %의 성형하중 감소 효과를 얻을 수 있었다. 엔진의 고효율, 고출력, 고성능화 목표가 지속적으로 높아짐에 따라 고강도 소재의 활용이 많아지게 되어 이에 대응할 수 있는 성형공정 및 금형설계의 최적화가 필요하며, 향후 연구 결과를 활용하여 현업에 적용하여 제품단조성형성 개선 및 금형수명관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.