스탬핑 다이는 콜드 스탬핑에서 소재를 부품이나 반제품으로 가공하기 위한 특수 가공 장비를 말합니다.
스탬핑 다이의 실패 모드는 무엇입니까?
금형은 제조 과정에서 특정 결함이 있을 수 있으며, 미세 균열, 경미한 마모, 변형 등과 같은 일부 결함은 서비스 과정에서 점차적으로 나타날 수 있습니다. 금형에는 숨겨진 위험이 있지만 여전히 작동할 수 있습니다. 결함이 있지만 서비스 가능성을 잃지 않는 이러한 상태를 금형 손상이라고 합니다.
생산에서 어떤 이유로 금형이 손상되거나 금형 손상이 어느 정도 누적되면 금형이 손상되어 계속 사용할 수 없게 되고, 합격한 작업물을 계속 펀칭할 수 없으면 금형이 무효로 간주됩니다. 스탬핑 다이의 실패 모드는 일반적으로 소성 변형, 마모, 파손 또는 균열, 금속 피로 및 부식 등입니다.
금형의 고장은 발생 시기에 따라 크게 정상적 고장과 조기 고장으로 나눌 수 있습니다.
대량 생산 및 사용 후 금형은 마찰로 인해 자연스럽게 마모되거나 천천히 소성 변형 및 피로 균열이 발생합니다. 정상적인 사용 수명에 도달한 후 고장은 정상적인 현상이며 정상적인 고장입니다. 금형이 지정된 설계 사용 기간에 도달하지 못하면 깨짐 및 파손과 같은 조기 손상을 일으키거나 심각한 국부 마모 및 소성 변형으로 인해 계속 사용할 수 없으며 이는 조기 고장입니다.
1. 파괴 파괴
콜드 블랭킹 다이의 작업 부하는 비교적 크다. 높은 내마모성과 긴 수명을 얻기 위해 강도를 높이는 경우가 많으므로 경도는 대부분 60HRC 이상이 되어 다이 인성이 낮고 노치 감도가 높아진다. 사용 중에 금형이 갑자기 균열이나 파손되어 고장날 수 있다.
손상은 대부분 가장 많은 응력을 받는 작업 부분에서 발생합니다. 금형 자체에 띠 모양 또는 망상 탄화물, 거친 입자, 표면 연삭 화상, 거친 칼 자국, 불충분한 템퍼링 또는 작업 중 부적절한 작동으로 인한 과부하와 같은 결함이 있는 경우 조기 금형 파손이 무효화되기 쉽습니다.
2. 피로파괴
콜드 스탬핑 다이의 하중은 특정 에너지 하에서 특정 충격 속도로 주기적으로 적용되는 반복적인 충격 하중입니다. 피로 파괴 파괴는 주로 반복 응력에 의해 발생하며, 파괴 과정은 취성 파괴보다 훨씬 느리며 수명은 5,000~10,000배 이상입니다. 경도가 높은 취성 재료의 경우 변형 응력 하에서 0.1mm 크기의 미세 균열이 시작되어 빠른 불안정성과 전파를 일으켜 즉각적인 파괴로 이어질 수 있습니다. 피로 균열의 시작 기간은 금형 수명 주기의 대부분이며, 충격 피로는 0.1mm의 미세 균열을 시작하며, 이는 금형 전체 수명의 약 90%를 차지합니다.
3. 마모 실패
충격응력과 마찰응력의 작용 하에 마찰면의 미세불균일성이 서로 물고 미세소성변형이 지속적으로 발생하여 결정립계와 슬립면의 교차점에서 응력집중이 발생하고 최종적으로 매트릭스에서 분리되어 마모파편을 형성한다. 따라서 스탬핑 횟수가 증가함에 따라 마모량이 증가한다.
콜드 블랭킹 다이의 마모는 주로 교합 마모이며, 절삭날에 표면 벗겨짐 칩이 존재하기 때문에 연마 마모가 발생할 수도 있습니다. 콜드 블랭킹 다이는 종종 충격 하중을 받으며 작업 중 재료의 연속적인 절단으로 인한 마찰과 마모가 주요 고장 모드입니다.
4. 소성변형
다이 스탬핑 공정에서는 작업하중이 크고 다이의 경도가 낮아 프로파일 변형이 발생하고, 소재의 압축강도나 굽힘강도가 부족하여 업세팅, 굽힘 등의 변형이 발생하여 펀치가 스크랩됩니다.
담금 온도가 너무 낮으면 매트릭스에서 탄화물의 용해가 불충분하고 강의 경화성이 감소하며 담금 후 경도가 낮아 금형의 내마모성이 떨어질 뿐만 아니라 압축 강도도 낮습니다. 큰 하중 충격 압력을 받은 후 펀치가 팽창하고 금형 캐비티가 증가하여 금형이 파손됩니다.
스탬핑 다이의 수명을 개선하려면 어떻게 해야 하나요?
1. 금형의 합리적인 설계
공작물의 품질을 보장한다는 전제 하에 블랭킹 다이는 블랭킹 힘을 줄이고 다이의 마모를 줄이기 위해 가능한 한 적절한 블랭킹 갭을 선택해야 합니다. 펀치의 강성을 개선하기 위해 편심 하중 용량을 강화하여 작동 중에 펀치가 구부러지거나 변형되거나 파손되는 것을 방지합니다. 일반적으로 펀치 헤드의 단면적과 테일의 섕크는 각각 작업 끝면 면적의 2배에서 4배로 간주되며 필요한 경우 펀치를 안내하고 보호합니다. 탄성 언로딩 플레이트를 사용하여 시트에 일정한 블랭크 홀더 힘을 가하여 시트 미끄러짐 또는 뒤틀림으로 인한 펀치의 힘을 줄일 수 있습니다.
2. 금형소재 선정
재료의 특성은 금형의 특정 사용 요구 사항을 충족해야 하며, 그렇지 않으면 금형의 조기 고장으로 이어질 것입니다. 금형 재료의 특성에는 경도, 내마모성, 소성 변형 저항성, 파괴 저항성, 열 피로 저항성 등이 있습니다. 금형이 반복 하중에서 작동하는 경우 피로 저항성이 낮은 재료를 사용하면 피로 균열이 시작됩니다. 블랭킹 다이의 생산 배치가 큰 경우 강도가 높고 인성이 좋으며 내마모성이 좋은 고성능 다이 재료를 선택해야 합니다. 펀치의 작업 조건이 다이의 작업 조건보다 나쁘기 때문에 펀치 재료의 내마모성을 다이 재료보다 높게 선택할 수 있습니다.
3. 금형 제작 및 가공 품질 향상
금형의 작업 부품 표면 품질의 품질은 금형의 내마모성, 파손 저항성 및 접착 방지 능력과 매우 밀접한 관련이 있으며, 이는 금형의 사용 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 특히 표면 거칠기 값은 금형의 수명에 큰 영향을 미칩니다. 표면 거칠기 값이 너무 크면 작동 중에 응력 집중이 발생하여 금형의 내구성에 영향을 미치고 공작물 표면의 내식성에도 영향을 미쳐 금형의 사용 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 금형을 제조 및 가공하는 동안 금형의 치수 및 형상 정확도는 가공 도구 자국이 남지 않도록 엄격히 보장해야 합니다. 전이 부분은 매끄러워야 하며 사용 중에 응력 집중 균열을 방지하기 위해 작은 결함이 없어야 합니다. 가공 응력을 제거하기 위해 전기 가공 및 연삭 후에 템퍼링을 수행해야 합니다.
4. 가공된 재료의 품질에 주의하세요
가공할 소재의 차이와 두께의 차이는 금형의 수명에 큰 영향을 미칩니다. 가공할 소재의 강도와 두께가 높을수록 금형에 가해지는 힘이 커지고 금형의 수명이 상대적으로 낮아집니다. 가공할 소재와 금형 소재의 친화력이 크면 스탬핑 공정 중에 금형과 접착 및 마모가 발생합니다. 금형의 수명을 단축시킵니다.
5. 합리적인 스탬핑 장비를 선택하세요
스탬핑 장비(예: 프레스)의 정확도와 강성은 다이의 수명에 매우 중요합니다. 높은 정밀도와 좋은 강성을 갖춘 스탬핑 장비는 콜드 스탬핑 다이의 서비스 수명을 크게 향상시킵니다.
6. 블랭킹 및 윤활
좋은 윤활 조건은 마찰, 마찰열, 펀칭 힘을 효과적으로 감소시키고, 금형 마모를 줄이며, 금형 서비스 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다.
7. 금형의 합리적 사용 및 유지관리
블랭킹 다이를 작동시키는 동안, 다이에 들어가는 펀치의 깊이를 엄격히 제어하여 마모가 증가하는 것을 방지해야 합니다. 다이를 일정 기간 사용한 후에는 볼록 및 오목 다이의 절삭날에 마모 및 마모 홈 자국이 불가피하게 나타납니다. 이때, 금형을 미리 수리하면 마찰력을 줄이고 마모 홈으로 인한 균열을 방지하고 마모 후 볼록 및 오목 금형 사이의 불균일한 간격으로 인한 추가 굽힘 모멘트를 피하고 금형의 사용 수명을 향상시킬 수 있습니다.
볼록하고 오목한 다이를 다시 연삭한 후에는 절삭날을 조심스럽게 연삭하고 연마하고 연삭 버를 제거해야 합니다. 금형을 보관할 때는 절삭날을 보호하기 위해 상단과 하단 금형 사이에 일정한 간격을 유지해야 합니다.
