KR101487215B1 - Bonding method for cooling line of die-casting mold using explosive welding and, die-casting mold manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법과 이에 의해 형성된 다이캐스팅 금형에 관한 것으로, 다이캐스팅 금형의 냉각채널에 동관을 폭발용접에 의해 일체로 접합하여 냉각효율을 향상시킨 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법과 이에 의해 형성된 다이캐스팅 금형에 관한 것이다.
The present invention relates to a cooling channel heterogeneous joining method for a die casting die using explosion welding, and a die casting die formed by the explosion welding, in which a copper pipe is integrally joined to a cooling channel of a die casting die by explosion welding, A cooling channel heterogeneous bonding method of a die casting die and a die casting die formed thereby.
일반적으로 다이캐스팅은 필요한 주조 형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계가공된 강제의 금형에 용융금속을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀주조법으로, 이러한 다이캐스팅에 의한 방법은 주물의 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없는 장점 외에 기계적 성질이 우수하고, 대량생산이 가능하다는 특징이 있다.In general, die casting is a precision casting method in which a molten metal is injected into a precisely machined mandrel so that it exactly matches the required casting shape, thereby obtaining the same casting as the die. This die casting method requires precise dimensions of the casting In addition to its almost no merit, it has excellent mechanical properties and mass production capability.
상기 다이캐스팅 공법의 중요한 3요소는 금형(제품형상, 주조방안), 주조기(주조 조건), 재료(합금특성, 용해 및 용탕처리)이며, 이러한 3요소에 의해 제품의 품질, 가격 및 생산성이 결정된다. 그 중에서도, 금형은 다이캐스트 제품의 품질과 생산성에 직접적으로 영향을 끼칠 뿐만 아니라 생산원가에 미치는 비중도 약 70%로 가장 높다고 할 수 있다. Three important factors of the die casting method are the mold (product shape, casting plan), the casting machine (casting condition), the material (alloy characteristics, melting and melt processing), and the quality, price and productivity of the product are determined by these three factors . Among them, the die not only directly affects the quality and productivity of the die cast product, but also has the highest ratio of 70% to the production cost.
특히, 자동차 자동변속기 핵심인 트랜스미션(Transmission)을 주조하기 위한 다이캐스팅 금형의 경우, 일반적인 금형과는 달리 복잡한 유로 및 두꺼운 두께의 형상을 갖고 두께편차가 심할 뿐 아니라 높은 내압기밀성을 요하는 높은 수준의 기술력을 요하고 있으며, 이와 같은 트랜스미션(Transmission) 주조용 다이캐스트 금형은 냉각성능 여하에 따라 제품의 치수정밀도와 금형수명이 결정된다.Especially, in case of die casting mold for casting transmission which is the core of automobile automatic transmission, unlike a general mold, it has complicated flow path and thick thickness shape, and has a large thickness deviation and high level of technical skill The die casting die for casting such transmission determines the dimensional accuracy of the product and the die life according to the cooling performance.
상기 다이캐스팅 공법은 제품 생산시 약 650℃ 이상의 고온과 700 ㎏/㎠의 고압 상태로 금형에 사출해 응고 냉각시키는 방식으로, 다이캐스트 주조기를 사용하여 공기압이나 수압 또는 유압 등에 의해 금형내로 주입하여 냉각 응고시킴으로서 제품을 주조하게 되며, 이와 같은 다이캐스팅 금형은 반드시 금형의 온도 조절이 이루어지도록 외부에서 급수 및 배수라인과 연결되어 금형 내부를 냉각하기 위한 냉각수가 공급 및 배출되는 냉각라인이 내부에 형성되어 있다.The die casting method is a method of coagulating and cooling by injecting into a mold at a high temperature of about 650 DEG C or more and a high pressure of 700 kg / cm < 2 > during the production of the product, and injecting the mold into the mold by air pressure, water pressure, In order to adjust the temperature of the mold, the die casting die is connected to the water supply and drainage lines from the outside to form a cooling line for supplying and discharging cooling water for cooling the inside of the mold.
상기 다이캐스팅에 사용되는 금형은 금속성(金屬性)의 형(型)으로서, 도 1 에서 도시한 바와 같이, 가동측 금형과 고정측 금형으로 나뉘어지며, 가동측 금형과 고정측 금형 사이에 제품형상에 따른 캐비티가 형성되고, 상기 캐비티에서 소정거리 이격되도록 고정측 금형 및 고정측 금형이 고정되는 홀더에 냉각라인이 각각 형성되어 있다. The die used for the die casting is a metallic mold and is divided into a movable side mold and a fixed side mold as shown in Fig. 1, and a product shape is formed between the movable side mold and the fixed side mold And a cooling line is formed in a holder in which the stationary-side mold and the stationary-side mold are fixed so as to be spaced apart from the cavity by a predetermined distance.
상기와 같은 냉각라인은 캐비티와 냉각라인 사이의 간격이 짧을 수록 냉각성능이 우수하나, 종래의 다이캐스팅 금형 즉, 고정측 금형은 스트레이트 드릴(straight drill)에 의해 냉각홀을 1차 홀 가공하고, 볼엔드밀(Ball end mill)에 의해 냉각홀을 2차 홀 가공하여, 캐비티와 소정거리 이격되도록 냉각라인을 직접 드릴가공한 후, 이와 같이 가공된 냉각라인을 통해 저온의 냉각수를 공급하여 고정측 금형에 직접적으로 냉각수가 접촉되도록 되어 있어, However, in the conventional die casting mold, that is, in the stationary side mold, the cooling holes are firstly processed by a straight drill, The cooling holes are secondarily machined by a ball end mill to directly drill a cooling line so as to be spaced apart from the cavity by a predetermined distance. Then, cooling water at a low temperature is supplied through the cooling line thus processed, The cooling water is directly brought into contact with the cooling water,
저온의 냉각수가 금형 냉각홀 끝단부위에 직접적으로 접촉되고, 반복적인 사이클로 인한 고온 열피로 인하여 금형에 크랙(열팽창수축에 따른 응력부식균열)발생이 수반되고 있으며, 이로 인해 결과적으로 금형 수명이 짧아지고, 냉각수의 유출현상이 발생되어, 제품 불량 및 작업자의 안전성 확보가 어려운 문제점이 있었다. The cooling water of low temperature is directly brought into contact with the end portion of the cooling hole of the mold and cracks (stress corrosion cracking due to thermal expansion shrinkage) are caused by the high temperature thermal fatigue due to the repeated cycle, , There is a problem that leakage of cooling water occurs and it is difficult to secure a product defect and a worker's safety.
또한, 상기와 같은 문제점으로 인하여, 캐비티와 냉각홀의 사이간격(d)이 약 20㎜ 이상으로 설정되어 있어, 냉각성능에 한계가 발생되는 등 여러가지 문제점이 있었다.
Further, due to the above-described problems, the gap d between the cavity and the cooling hole is set to about 20 mm or more, which causes various problems such as a limitation in cooling performance.
본 발명의 목적은 다이캐스트 금형의 냉각홀에 구리-부쉬를 폭발용접에 의해 일체화로 접합하여, 냉각효율을 향상시키면서 금형의 수명을 연장할 수 있는 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법과 이에 의해 형성된 다이캐스팅 금형에 관한 것이다.
BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cooling channel heterogeneous joining method of a die casting mold using explosion welding which can bond a copper-bush to a cooling hole of a die casting mold integrally by explosion welding, And a die casting die formed thereby.
본 발명은 다이캐스팅 금형에 일측이 밀폐된 냉각홀을 형성하는 냉각홀 형성단계; 상기 냉각홀과 일정한 갭(G)이 유지되도록 냉각홀내에 구리관을 삽입하는 구리관 삽입단계; 상기 구리관내로 줄폭약이 삽입된 직진관을 삽입한 후, 상기 직진관 주위에 위치하도록 가루폭약을 구리관내로 삽입하는 폭약설치단계; 상기 직진관이 관통되도록 냉각홀의 입구측에 마개를 설치하는 마개설치단계; 전기뇌관에 의해 줄폭약 및 가루폭약을 폭발시켜 냉각홀의 내면에 구리관을 폭발용접하는 폭발용접단계;를 통해, 냉각홀내에 열전도도가 우수한 구리관이 폭발용접에 의해 일체화된 다이캐스팅 금형을 제조하도록 되어 있다.
The present invention relates to a method of manufacturing a die-casting mold, comprising: forming a cooling hole having one side closed in a die casting mold; A copper tube inserting step of inserting a copper tube in the cooling hole such that a constant gap (G) with the cooling hole is maintained; An explosive installation step of inserting the powder explosive into the copper pipe so as to be positioned around the straight tube after inserting the straight tube into which the string explosive is inserted into the copper tube; A cap installing step for installing a cap on the inlet side of the cooling hole so that the straight tube passes through; Explosion welding step of explosively welding the copper tube to the inner surface of the cooling hole by explosion of the line explosive and the powder explosive by the electric primer to produce a die casting die in which the copper tube having excellent thermal conductivity is integrated by the explosion welding in the cooling hole .
본 발명은 다이캐스팅 금형의 냉각홀내에 열전도율이 우수한 이종금속을 폭발용접에 의해 일체화하여, 냉각홀내에 구리관이 일체화되는 이중구조로 이루어져 있어, 냉각수의 누출이 방지될 뿐 아니라, 냉각홀을 캐비티에 최대한 근접되도록 형성하여 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다. The present invention has a dual structure in which a dissimilar metal having excellent thermal conductivity is integrated into a cooling hole of a die casting mold by explosive welding and the copper tube is integrated in the cooling hole to prevent leakage of cooling water, So that the cooling efficiency can be further improved.
즉, 종래에는 고온 열피로 인하여 금형에 크랙(열팽창수축에 따른 응력부식균열)발생으로 인하여, 캐비티와 냉각수 라인의 간격이 약 20㎜ 이상으로 설정되어 있었으나, 본 발명은 캐비티와 냉각수 라인의 간격을 약 5㎜ 이내를 유지하도록 설정하여도 종래의 문제점이 발생되지 않는다. That is, conventionally, due to the generation of cracks (stress corrosion cracking due to thermal expansion shrinkage) in the mold due to high temperature thermal fatigue, the gap between the cavity and the cooling water line is set at about 20 mm or more. However, Even if it is set to be maintained within about 5 mm, the conventional problem does not occur.
본 발명은 다이캐스트 금형의 냉각라인이 이중구조로 이루어져 있어, 반복적인 고온 열피로에 긴 시간동안 견딜 수 있으며, 이로 인해 금형의 수명이 현재보다 더욱 향상된다. In the present invention, since the cooling line of the die casting mold has a double structure, it can withstand repeated high temperature thermal fatigue for a long time, thereby further improving the lifetime of the mold.
본 발명은 우수한 냉각성능을 구비하고 있어, 자동차 변속기의 핵심부품인 Transmission 금형에 적용할 경우, 제품의 치수정밀도를 향상시키고, 제품품질을 향상시키며, 불량품 양산의 저감 및 작업자의 안정성을 확보할 수 있다.The present invention has excellent cooling performance, and when applied to a transmission mold which is a core part of an automotive transmission, it is possible to improve the dimensional accuracy of the product, improve the product quality, reduce the mass production of defective products, have.
즉, 본 발명은 내식성을 겸비함과 동시에 열전도도가 우수한 Cu Bush를 삽입하여 폭발압접을 이용하여 제작하며, 이로 인하여 반복적인 고온 열피로에 긴 시간동안 견딜 수 있음과 동시에 높은 냉각효율의(균일한 금형온도 유지) 기술을 확보함으로써 Transmission 금형 등과 같은 복잡한 다이캐스팅 금형의 수명을 현재보다 높이고(장수명화), 제품의 품질 및 생산성 향상 그리고 장수명화에 따른 제조원가 경쟁력 확보 및 DC금형 냉각수라인부의 피로균열로 인한 냉각수의 누출 방지 효과가 있다. That is, according to the present invention, a copper bush having excellent corrosion resistance and excellent thermal conductivity is inserted and manufactured by using explosion-welding, thereby being able to withstand repeated high-temperature thermal fatigue for a long time, (Maintenance of mold temperature), it is possible to increase the life of complex die casting molds such as Transmission molds (longer life), to improve product quality and productivity, to secure manufacturing cost competitiveness by longevity improvement and to prevent fatigue cracks in DC mold cooling water line part Thereby preventing the cooling water from leaking.
본 발명은 종래 다이캐스팅 금형의 구조적 변화없이도 설치가 가능하고, 다이캐스팅 금형은 금형의 단품 또는 부품으로의 판매가 가능하므로, 대형 다이캐스팅 금형 및 인서트금형 부품의 품질이 대폭적으로 향상될 수 있을 뿐아니라, 기 생산된 금형에 대해서도 적용가능하여 금형의 냉각효율 향상 및 장수명화를 추구할 수 있다. The present invention can be installed without changing the structure of the conventional die casting mold, and since the die casting mold can be sold as a single part or a part of the die, the quality of the large die casting mold and the insert die part can be greatly improved, It is possible to improve the cooling efficiency of the mold and to prolong the life span of the mold.
본 발명은 다이캐스팅 금형 뿐 만 아니라, 저압, 중력등의 주조금형 및 소성가공 금형에도 적용될 수 있는 등 많은 효과가 있다.
The present invention can be applied not only to die casting molds but also to casting molds such as low-pressure and gravity molds and plastic-working molds.
도 1 은 냉각홀이 형성된 다이캐스팅 금형을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 이종접합과정을 보인 블록예시도
도 3 은 본 발명에 따른 냉각홀의 구성을 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 냉각홀내 폭약설치상태를 보인 예시도
도 5 는 본 발명의 폭발용접에 따른 접합단면을 보인 예시도FIG. 1 is an exemplary view showing a die casting die in which a cooling hole is formed
2 is a block diagram illustrating a heterogeneous bonding process according to the present invention.
FIG. 3 is an exemplary view showing a configuration of a cooling hole according to the present invention
FIG. 4 is an exemplary view showing a state where an explosive is installed in a cooling hole according to the present invention. FIG.
5 is an exemplary view showing a bonded cross section according to the explosion welding of the present invention
도 1 은 냉각홀이 형성된 다이캐스팅 금형을 보인 예시도를 도시한 것으로, 다이캐스팅 금형(10)은 가동측 금형(11)과 고정측 금형(12)으로 나뉘어지고, 가동측 금형(11)과 고정측 금형(12) 사이에 제품형상에 따른 캐비티(13)가 형성되고, 상기 캐비티(13)에서 소정거리 이격되도록 고정측 금형(12)에 냉각홀(20)이 형성되어 있다. 이때, 상기 냉각홀(20)은 일측이 폐쇄된 형상의 실린더 타입으로 이루어져 있다.
The
도 2 은 본 발명에 따른 이종접합과정을 보인 블록예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 냉각홀의 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 냉각홀내 폭약설치상태를 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 다이캐스팅 금형(10)에 일측이 밀폐된 냉각홀(20)을 형성하는 냉각홀 형성단계; 상기 냉각홀(20)과 일정한 갭(G)이 유지되도록 냉각홀(20)내에 구리관(30)을 삽입하는 구리관 삽입단계; 상기 구리관(30)내로 줄폭약(40)이 삽입된 직진관(50)을 삽입한 후, 상기 직진관(50) 주위에 위치하도록 가루폭약(60)을 구리관(30)내로 삽입하는 폭약설치단계; 상기 직진관(50)이 관통되도록 냉각홀(20)의 입구측에 마개(70)를 설치하는 마개설치단계; 전기뇌관(80)에 의해 줄폭약(40) 및 가루폭약(60)을 폭발시켜 냉각홀(20)의 내면에 구리관(30)을 폭발용접하는 폭발용접단계;를 포함하도록 되어 있다.
FIG. 2 is an exemplary block diagram showing a heterogeneous bonding process according to the present invention, FIG. 3 is a view illustrating the configuration of a cooling hole according to the present invention, and FIG. 4 is an exemplary view showing an explosive installation state in a cooling hole according to the present invention A cooling hole forming step of forming a
상기 냉각홀 형성단계는 다이캐스팅 금형(10)에 일측단이 폐쇄된 2단구조의 냉각홀(20)을 형성하는 단계로, 다이캐스팅 금형(10)에 메인냉각홀(21)을 가공하는 1차 가공단계와, 상기 메인냉각홀(21)과 층을 이루도록 확장고정홀(22)을 가공하는 2차 가공단계를 포함한다. The cooling hole forming step is a step of forming a
상기 메인냉각홀(21)은 냉각수가 공급 및 배출되는 실질 냉각라인으로, 끝단이 막혀 있는 형상 즉, 길이가 깊은 홈 형상을 구비하고 금형에 형성된다. The
상기 확장고정홀(22)은 구리관(30) 및 마개(70)의 고정을 위한 것으로, 메인냉각홀(21)의 입구측 즉, 금형표면으로부터 소정깊이를 구비하도록 형성되어 있으며, 메인냉각홀(21) 보다 큰 직경을 구비하고, 메인냉각홀(21)과 동일한 중심선(CL)을 구비하도록 금형에 형성되어 있다. 즉, 상기 메인냉각홀(21) 및 확장고정홀(22)은 서로 연통되도록 단을 이루고 형성되어 있으며, 드릴 등의 가공수단(도시없음)에 의해 금형에 형성된다.
The extended
상기 고정단계는 금형에 형성된 냉각홀(20)내로 구리관(30)을 삽입설치하는 단계로, 냉각홀(20)내의 이물질을 제거하고, 상기 냉각홀(20)내로 구리관(30)을 삽입설치한다. The fixing step is a step of inserting the
이때, 상기 구리관(30)은 냉각홀의 확장고정홀(22)에 구리관의 상단플랜지(32)가 끼움결합되고, 메인냉각홀(21)에 구리관의 몸체(31)가 삽입되어, 상단플랜지(32)와 확정고정홀(22)의 끼움결합에 의해 메인냉각홀(21)과 구리관 몸체(31)가 소정간격 이격된 상태를 유지하도록 설치된다. At this time, the
즉, 상기 구리관(30)은 냉각홀의 메인냉각홀(21)내에 위치하도록 삽입되는 구리관 몸체(31)와, 상기 구리관 몸체(31)의 상단에 일체로 형성되어 냉각홀의 확장고정홀(22)내로 삽입되는 상단플랜지(32)를 포함한다. 이때, 상기 상단플랜지(32)의 직경은 냉각홀의 확장고정홀(22) 직경과 동일하도록 형성되어 있으며, 상기 구리관 몸체(31)는 냉각홀의 메인냉각홀(21)과 0.5∼1.5㎜ 이내의 갭(G)을 유지하도록 형성되어 있다. 또한, 상기 구리관(30)은 2∼3㎜의 두께(t)를 구비한다.That is, the
이와 같이 형성된 구리관(30)은 냉각홀의 확장고정홀(22)내로 상단플랜지(32)가 삽입되도록 냉각홀(20)내로 삽입설치되며, 이와 같이 구리관(30)이 설치될 경우, 냉각홀의 메인냉각홀(21)과 구리관의 몸체(31)는 0.5∼1.5㎜ 이내의 갭(G)을 유지하게 된다. 즉, 냉각홀이 지름(D1) 25㎜, 길이(L1,깊이) 120㎜를 구비할 경우, 상기 구리관(30)은 지름(D2) 22∼24㎜, 길이(L2) 118.5∼119.5㎜이내로 설정된다.
The
상기 폭약설치단계는 구리관(30)내로 줄폭약(40)과 가루폭약(60)을 삽입설치하는 단계로, 파이프 형상으로 이루어진 직진관(50)내로 줄폭약(40)을 삽입설치하는 줄폭약 설치단계; 상기 직진관(50)의 상단 또는 하단에 줄폭약(40)과 연결되도록 전기뇌관(80)을 설치하는 뇌관설치단계; 상기 줄폭약(40)이 설치된 직진관(50)을 구리관(30)의 중앙에 위치하도록 구리관(30)의 길이방향으로 삽입하는 직진관 삽입단계; 상기 직진관(50) 주위에 위치하도록 구리관(30)내로 가루폭약(60)을 삽입하는 가루폭약 설치단계;를 포함한다. The step of installing the explosives includes inserting the
상기 직진관(50)은 나일론계열, 투명 플라스틱 계열 등의 얇은 합성수지 재질의 스트롱(straw)으로 이루어져 있으며, 이와 같은 직진관(50)내로 줄폭약(40)이 겹치지 않고 직선상태를 유지하도록 삽입설치된다. The
이때, 상기 전기뇌관(80)은 도 4 에 도시된 바와 같이, 직진관 상단 또는 하단에 위치하도록 설치될 수 있다. 즉, 직진관 상단에 전기뇌관이 설치될 경우, 도 4 의 (a) 에 도시된 바와 같이, 폭발진행방향이 냉각홀 내측으로 진행되는 정기폭이 발생되고, 직진관 하단에 전기뇌관이 설치될 경우, 도 4 의 (b) 에 도시된 바와 같이, 폭발진행방향이 냉각홀 내측에서 외측방향으로 진행되는 역기폭이 발생되게 된다.At this time, the
본 발명은 직진관 하단(냉각홀내에 위치하는 직진관 끝단)에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하며, 이와 같이 전기뇌관(80)이 직진관(50)의 하단에 설치될 경우, 냉각홀(20) 아래쪽(깊은곳)에서 부터 폭발이 일어나게 되므로, 폭발기류 및 제트기류가 아래에서 위로 빠져나오게 되어 더욱 우수한 용접품질을 나타나게 된다.
It is preferable to install the
상기 줄폭약(40)은 내부에 소량의 폭약이 삽입되어 있는 라인 타입으로 이루어져 있으며, 한쪽이 기폭되면 매우 짧은 시간내에 연결된 모든 폭약이 폭발하도록 되어 있다. 이러한 줄폭약(40)의 폭발 전파속도는 대략 6,800m/sec 정도로 매우 빠른 특성을 구비하고 있어, 서로 연결된 줄폭약은 거의 동시에 폭발이 이루어지게 된다. The line explosive 40 is a line type in which a small amount of explosives are inserted therein. When one of the explosives is exploded, all the explosives connected in a very short time are exploded. The explosive propagation speed of the juniper explosive 40 is about 6,800 m / sec, which is very fast, so that the explosives are connected to each other at almost the same time.
상기 줄폭약(40)은 5g/ｍ, 10g/ｍ, 20g/ｍ, 40g/ｍ 중 하나의 줄폭약이 선택되어 설치된다. 즉, 냉각홀(20)의 직경이 22㎜ 이상을 경우, 40g/ｍ 줄폭약을, 냉각홀의 직경이 15㎜ 이상 22㎜ 미만일 경우, 20g/ｍ 줄폭약을, 냉각홀의 직경이 10㎜ 이상 15㎜ 미만일 경우, 10g/ｍ 줄폭약을, 냉각홀의 직경이 10㎜ 미만일 경우, 5g/ｍ 줄폭약이 삽입설치될 수 있다. The string explosive 40 is installed with a string of one of 5 g / m, 10 g / m, 20 g / m and 40 g / m. That is, when the diameter of the
상기 가루폭약(60)은 안포폭약을 사용할 수 있으며, 상기 안포폭약과 줄폭약은 대략 1 : 0.3∼0.6 중량비를 구비하도록 삽입설치된다. 즉, 직경 25㎜, 길이 120㎜의 구리관내에 직선상태를 유지하도록 40g/ｍ의 줄폭약이 설치될 경우, 구리관내로 삽입설치되는 안포폭약은 약 10g 내외를 유지한다.
The powder explosive (60) can use an artillery explosive, and the artillery explosive and the string explosive are inserted and installed in a ratio of about 1: 0.3 to 0.6. That is, when a 40 g / m line explosive is installed so as to maintain a straight line in a copper tube having a diameter of 25 mm and a length of 120 mm, an ano explosive injected into a copper tube maintains about 10 g.
상기와 같은 줄폭약(40)과 가루폭약(60)의 배합비 및 줄폭약(40)과 가루폭약(60)의 설치위치는 폭약폭발에 의한 제트기류를 고려하여 냉각홀(20)에 열전도도가 우수한 구리관(30)을 효율적으로 폭발용접하기 위한 것으로, 이와 같이 줄폭약(40)을 구리관(30)의 중앙에 길이방향으로 위치시키고, 그 주위에 가루폭약(60)을 삽입하여 폭발시킬 경우, 줄폭약만을 사용할 때보다 가스압은 증가되고 가루폭약 자체의 반응속도를 높여 가루폭약(안포폭약)의 폭속 및 위력을 증가시킴으로써, 용접효율을 향상시키게 된다. 또한, 상기와 같은 줄폭약과 가루폭약의 배합비는 폭발용접시, 진동 및 소음 등의 발생을 최소화하는 효과도 있다. The blending ratio of the
또한, 줄폭약(40)과 가루폭약(60)은 상기의 적정배합을 벗어날 경우, 냉각홀(20)과 구리관(30)의 접합면이 폭발용접에 의해 파형접합면으로 형성되지 않게 된다. 즉, 냉각홀(20)내에 구리관(30)이 일체로 접합되지 않고 일부분에 미용접현상 등의 용접불량 현상이 발생되어, 오히려 냉각효율이 저하되게 된다.
In addition, when the line explosive 40 and the powder explosive 60 are out of the proper combination, the joint surface of the
상기 마개설치단계는 냉각홀(20)의 입구측에 마개(70)를 설치하여 냉각홀(20)을 밀폐시키는 단계로, 상기 마개(70)는 냉각홀(20)내의 줄폭약이 직진성을 유지하도록 하여 폭발에너지가 균일하게 구리관에 전달되도록 하는 기능을 구비한다. The step of installing the stopper is a step of closing the
상기 마개(70)는 MC 나일론 등의 재질로 이루어져 있으며, 중앙에 직진관(50)이 삽입관통되는 중앙관통홀(71)이 형성되고, 금형에 형성된 냉각홀의 확장고정홀(22)내로 끼움결합되어 구리관의 상단플랜지(32)를 가압하며 고정설치된다. The
즉, 상기 마개설치단계는 직진관(50)이 마개의 중앙관통홀(71)내로 끼움되도록 직진관(50)을 마개(70)에 삽입결합하고, 상기 직진관(50)이 결합된 마개(70)를 금형에 형성된 냉각홀(20)의 확장고정홀(21)내로 끼움결합한다. That is, in the step of installing the stopper, the
이와 같이 설치된 마개(70)는 직진관(50)의 직진성을 유지시킴과 동시에, 구리관의 상단플랜지(32)를 가압고정하여 냉각홀(20)내에서 구리관(30)의 위치를 고정하게 된다.
The thus installed
상기 폭발용접단계는 냉각홀에 구리관을 폭발용접하는 단계로, 전기뇌관(80)의 작동에 의해 냉각홀(20)내에 위치하는 줄폭약(40) 및 가루폭약(60)을 폭발시켜 냉각홀(20)의 내면에 구리관(30)을 폭발용접한다.
The explosive welding step is a step of explosively welding the copper tube to the cooling hole. The operation of the
상기와 같은 방법에 의해 형성된 다이캐스팅 금형은 냉각홀내에 열전도도가 우수한 구리관이 폭발용접에 의해 밀착되게 이종접합되게 되며, 캐비티와 냉각홀 사이 간격(d)이 약 5㎜ 이내까지 유지하도록 형성될 수 있다.
The die casting mold formed by the above method is formed such that a copper tube having a good thermal conductivity in the cooling hole is bonded by explosion welding so that the gap d is maintained within about 5 mm between the cavity and the cooling hole .
실시예Example
냉각홀(직경 25㎜, 길이 120㎜)내로 구리관이 1.0㎜의 갭을 유지하도록 삽입설치한 후, 40g/ｍ의 줄폭약이 직선으로 삽입된 나일론계열 직진관을 구리관내 중앙에 위치하도록 설치하고, 상기 직진관 주위에 위치하도록 가루폭약(안포폭약) 약 10g 을 구리관내로 넣은 후, 전기뇌관에 의해 역기폭으로 줄폭약 및 가루폭약을 폭발시켜 냉각홀의 내면에 구리관을 폭발용접하였다.A copper tube was inserted so as to maintain a gap of 1.0 mm in a cooling hole (diameter 25 mm, length 120 mm), and a nylon-type straight tube with a straight line of 40 g / m was inserted in the center of the copper tube , And about 10 g of powder explosives (artillery explosives) were placed in the copper tube so as to be positioned around the straight tube, and then the explosives and the explosive powder were exploded by the electric primer to the explosive width and the copper tube was explosively welded to the inner surface of the cooling hole.
이와 같이 접합된 금형을 절단한 후, 그 접합면을 광학 현미경(Optical Microscope, OM) 및, 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope. SEM)으로 관찰하였으며, 그 결과는 도 5 에 도시하였다.
After cutting the bonded mold, the bonded surfaces were observed with an optical microscope (OM) and a scanning electron microscope (SEM). The results are shown in FIG.
도 5 는 본 발명의 폭발용접에 따른 접합단면을 보인 예시도를 도시한 것으로, 금형의 냉각홀과 구리관 사이의 모든 접합면에 대하여, 폭발용접의 전형적인 파형 접합면이 형성되어 있음을 알 수 있으며, 이로 인해 냉각홀과 구리관이 밀착되게 일체로 용접되어 있음을 알 수 있다.
5 is a view showing an example of a bonded cross section according to the explosion welding of the present invention. It can be seen that a typical corrugated surface of explosion welding is formed on all the joint surfaces between the cooling holes of the mold and the copper tube And it can be seen that the cooling hole and the copper pipe are integrally welded so as to be in close contact with each other.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
(10) : 다이캐스팅 금형 (11) : 가동측 금형
(12) : 고정측 금형 (13) : 캐비티
(20) : 냉각홀 (21) : 메인냉각홀
(22) : 확장고정홀 (30) : 구리관
(40) : 줄폭약 (50) : 직진관
(60) : 가루폭약 (70) : 마개
(80) : 전기뇌관(10): die casting mold (11): movable mold
(12): stationary side mold (13): cavity
(20): cooling hole (21): main cooling hole
(22): extended fixing hole (30): copper tube
(40): line explosion (50): straight tube
(60): powder explosive (70): plug
(80): electrical primer
Claims (9)
상기 냉각홀(20)과 일정한 갭(G)이 유지되도록 냉각홀(20)내에 구리관(30)을 삽입하는 구리관 삽입단계;
상기 구리관(30)내로 줄폭약(40)이 삽입된 직진관(50)을 삽입한 후, 상기 직진관(50) 주위에 위치하도록 가루폭약(60)을 구리관(30)내로 삽입하는 폭약설치단계;
상기 직진관(50)이 관통되도록 냉각홀(20)의 입구측에 마개(70)를 설치하는 마개설치단계;
전기뇌관(80)에 의해 줄폭약(40) 및 가루폭약(60)을 폭발시켜 냉각홀(20)의 내면에 구리관(30)을 폭발용접하는 폭발용접단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법.
A cooling hole forming step of forming a cooling hole (20) having one side closed in a die casting mold (10);
Inserting a copper tube (30) into the cooling hole (20) so that a constant gap (G) with the cooling hole (20) is maintained;
A method of inserting a powder explosive 60 into a copper tube 30 after inserting a straight tube 50 into which a string explosive 40 is inserted into the copper tube 30 and then inserting the powder explosive 60 into the copper tube 30 so as to be positioned around the straight tube 50 Installation phase;
Installing a cap (70) on the inlet side of the cooling hole (20) so that the straight tube (50) penetrates;
And an explosive welding step of explosively welding the juncture explosion (40) and the powder explosive (60) by the electrical primer (80) to explosively weld the copper tube (30) to the inner surface of the cooling hole (20) Heterogeneous Bonding Method of Cooling Channel of Die Casting Die Using Welding.
상기 냉각홀은 다이캐스팅 금형(10)에 한쪽 끝이 밀폐되도록 형성된 메인냉각홀(21)과, 상기 메인냉각홀(21)과 층을 이루도록 형성된 확장고정홀(22)을 포함하고,
상기 구리관(30)은 냉각홀의 메인냉각홀(21)내에 위치하도록 삽입되는 구리관 몸체(31)와, 상기 구리관 몸체(31)의 상단에 일체로 형성되어 냉각홀의 확장고정홀(22)내로 삽입되는 상단플랜지(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법.
The method of claim 1,
The cooling hole includes a main cooling hole 21 formed at one end of the die casting mold 10 to be hermetically sealed and an extended fixing hole 22 formed to form a layer with the main cooling hole 21,
The copper tube 30 includes a copper tube body 31 to be inserted into the cooling hole 21 of the cooling hole so as to be positioned within the main cooling hole 21 of the cooling hole, Wherein the upper flange (32) is inserted into the upper flange (32) of the die casting mold.
상기 구리관은, 구리관 몸체(31)가 냉각홀의 메인냉각홀(21)과 0.5∼1.5㎜ 이내의 갭(G)을 유지하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법.
The method of claim 2,
Characterized in that the copper tube is installed such that the copper tube body (31) maintains a gap (G) within 0.5 to 1.5 mm with the main cooling hole (21) of the cooling hole. Bonding method.
상기 폭약설치단계는, 파이프 형상으로 이루어진 직진관(50)내로 줄폭약(40)을 삽입설치하는 줄폭약 설치단계; 상기 직진관(50)의 상단 또는 하단에 줄폭약(40)과 연결되도록 전기뇌관(80)을 설치하는 뇌관설치단계; 상기 줄폭약(40)이 설치된 직진관(50)을 구리관(30)의 중앙에 위치하도록 구리관(30)의 길이방향으로 삽입하는 직진관 삽입단계; 상기 직진관(50) 주위에 위치하도록 구리관(30)내로 가루폭약(60)을 삽입하는 가루폭약 설치단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법.
The method of claim 1,
The explosive installation step includes: a line explosive installation step of inserting a string explosive 40 into a straight pipe 50 having a pipe shape; Installing an electrical primer (80) so as to be connected to the upper explosive (40) at the upper or lower end of the rectilinear tube (50); A straight tube inserting step of inserting the straight tube 50 provided with the string explosives 40 in the longitudinal direction of the copper tube 30 so as to be located at the center of the copper tube 30; And inserting the powder explosive (60) into the copper tube (30) so as to be positioned around the straight tube (50).
상기 직진관(50)은 얇은 합성수지 재질의 스트롱(straw)으로 이루어져 있으며, 직진관(50)내에는 줄폭약(40)이 겹치지 않고 직선상태를 유지하도록 삽입설치되는 것을 특징으로 하는 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법.
The method of claim 4,
Wherein the straight tube (50) is made of a thin synthetic resin straw and the string explosive (40) is inserted and installed in the straight tube (50) so as to maintain a straight state. Cooling channel heterogeneous bonding method of die casting mold.
상기 줄폭약(40)은 5g/ｍ, 10g/ｍ, 20g/ｍ, 40g/ｍ 중 하나의 줄폭약이 선택되어 설치되고,
상기 줄폭약(40)과 가루폭약(60)은 1 : 0.3∼0.6 중량비를 구비하도록 삽입설치되는 것을 특징으로 하는 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법.
The method of claim 4,
The string explosive 40 is installed with a string of one of 5 g / m, 10 g / m, 20 g / m and 40 g / m,
Wherein the string explosive (40) and the powder explosive (60) are inserted and installed in a weight ratio of 1: 0.3 to 0.6.
상기 줄폭약(40)은, 냉각홀(20)의 직경이 22㎜ 이상을 경우, 40g/ｍ 줄폭약이 삽입설치되고, 냉각홀의 직경이 15㎜ 이상 22㎜ 미만일 경우, 20g/ｍ 줄폭약이삽입설치되며, 냉각홀의 직경이 10㎜ 이상 15㎜ 미만일 경우, 10g/ｍ 줄폭약이 삽입설치되고, 냉각홀의 직경이 10㎜ 미만일 경우, 5g/ｍ 줄폭약이 삽입설치되는 것을 특징으로 하는 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법.
The method of claim 4,
When the diameter of the cooling hole 20 is 22 mm or more, 40 g / m of junk explosive is inserted and the diameter of the cooling hole is 15 mm or more and less than 22 mm, Wherein when the diameter of the cooling hole is 10 mm or more and less than 15 mm, 10 g / m of the small explosive is inserted, and when the diameter of the cooling hole is less than 10 mm, 5 g / m of the small explosive is inserted and installed. A Method of Heterogeneous Bonding of Cooling Channels in Die Casting Die Using.
상기 마개설치단계는 직진관(50)이 마개의 중앙관통홀(71)내로 끼움되도록 직진관(50)이 마개(70)에 삽입결합되고, 상기 직진관(50)이 결합된 마개(70)는 금형에 형성된 냉각홀(20)의 확장고정홀(21)내로 끼움결합되어, 구리관을 고정함과 동시에, 냉각홀을 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 폭발용접을 이용한 다이캐스팅 금형의 냉각채널 이종접합방법.
The method according to claim 1,
In the step of installing the stopper, a straight tube 50 is inserted into the stopper 70 so that the straightening tube 50 is inserted into the central through hole 71 of the stopper, and the stopper 70, Is fitted into the expansion fixing hole (21) of the cooling hole (20) formed in the metal mold to fix the copper pipe and seal the cooling hole. .
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