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자유 단조 (Open die Forging) vs. 밀폐형 단조(Closed die forging)

목요일 10월 19th, 2017 | Francesco Grillo | 전문지식, 기술 전문지식

이 글은 자유 단조와 밀폐형 단조, 이 두 가지 다른 기법의 비교와 기술 도면을 포함한 지침이다.


 

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앞서 “철강 단조의 역사” 글에서 보았던 것처럼 과거 단조산업은 완전히 뒤집혔다. 기술은 달랐고, 과정은 비효율적이었으며, 적용법은 기괴했다! 이 기법이 미래로의 길을 이끌었지만, 그 과정에서 효율성을 끌어내기 위해서는 많은 변화가 필요했다.

그러나 현대사회에서 단조공학은 건설, 기계, 농업, 자동차, 유전설비 등과 같은 수많은 산업에 관련되어 있다. 더 많은 소비가 있을수록 더 많은 기술의 진보와 증가가 이루어진다!

강철 빌렛은 다양한 단조 공정을 통해 가공 및 생산될 수 있다. 널리 적용된 금속 단조 기술 중에는 밀폐형 단조 및 자유 단조 기술이 있다. 이 두 가지 유형의 단조법은 단조의 기본에 속하지만, 이 두 유형의 차이를 지적하는 것은 그리 어렵지 않다.

자유 단조와 밀폐형 단조의 차이점에 대해 더 깊은 통찰력을 갖자!

 

자유 단조와 폐쇄형 단조 과정의 비교

 

자유 및 폐쇄형 단조 프로세스 비교

출처: Suranaree University of Technology

 

설명

오픈 다이 단조 공정(Open die forging)은 자유 단조(free forging)라고도 알려져 있다. 금속 조각은 금속을 완전히 감싸지 않는 여러 다이 사이에서 변형된다. 다이스는 일련의 움직임을 통해 금속을 망치질하고 도장하여 원하는 모양이 나올 때까지 치수를 변경한다.

폐쇄형 단조(Closed die forging) 공정은 임프레션 단조(Impression forging)라고도 한다. 압력으로 금속 조각을 압축하여 밀폐된 다이 임프레션을 채운다. 중간 파동 유도가열로(medium frequency induction heating furnace)는 원하는 모양을 얻기 위해 금속을 가열하는 데 사용된다.

 

과정

자유 단조와 밀폐형 단조의 테크닉은 다르다. 일반적으로 밀폐형 단조의 경우 몰딩 다이가 먼저 만들어진다. 그런 다음 금속 막대는 다이에 배치되고 원하는 모양으로 만들어진다. 폐쇄형 다이 단조 기술은 공정 전체에 걸쳐 가공을 거의 또는 전혀 사용하지 않는다. 또한, 순정 형태동 완성제품으로 쓰일 수 있다.

자유 단조의 경우, 금속 빌렛을 변형시키기 위해 단조 해머의 연속적인 타격에 의해 엄청난 압축력이 가해진다. 여기에서 자유 단조 과정의 이미지를 살펴보십시오.

자유 및 폐쇄형 단조 과정에 대한 짧은 시각적 다큐멘터리에 관심이 있으십니까? 단조 공정 비디오를 확인하십시오:

 

자유와 폐쇄형 단조의 단조 과정

출처: Youtube

 

응용

비교한다면 자유 단조과 폐쇄형 단조로 얻은 단조 부품은 적용 범위가 동일하지 않습니다. 보통 금속은 내부 입자 구조의 변형 때문에 단조 공정 후에 점점 더 튼튼해지고 단단해집니다.

해머링으로 부정확한 치수가 나오기 때문에 자유 단조 공정 후에는 정밀 가공이 추가로 필요하다. 자유 강철 단조는 큰 부품의 많은 양(톤 단위)에 더 적합하다. 일반적으로 이 단조 범주의 제품에는 단조된 긴 샤프트(Forged long shaft), 단조된 롤러(Forged roller), 단조된 실린더(Forged cylinder) 등이 포함된다. 이것들은 대부분 철도나 항공기 산업에서 활용된다.

단, 소형 부품의 경우 공정에서 높은 정밀도가 나오기 때문에 밀폐형 단조가 선호된다. 단조된 피팅, 단조된 플랜지, 단조된 자동차 부품 등의 생산에 활용도가 높다. 유전, 자동차, 그리고 광산업은 폐쇄형 단조 부품에 의존하는 산업들 중 일부다.

 

장점과 단점

 

장점과 단점

 

참조 문헌:

[1] – http://www.canforge.com/open-die-forging/

[2] – http://www.ferralloy.com/open-die-forging-explained/

[3] – http://www.dropforging.net/closed-die-forging.html

[4] – http://www.ferralloy.com/closed-die-forging-process-applications/

[5] – http://www.scotforge.com/Why-Forging/Forging-101/Open-Die-Forging

 

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  • 강철 단조(Steel Forging)란 무엇인가?

  • 강철 단조(Steel Forging)의 역사

  • 자유 단조 (Open die Forging) 및 밀폐형 단조(Closed die forging) – 차이점은?

 

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