KR101626542B1 - Metal poeder for three dimensional metal-print - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속분말을 토너로 사용하는 3차원 메탈프린터용 금속분말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말은 중량%로 Cr 8∼10%, Si 1.8∼2.5%, C 0.25∼0.35%, Mn 2∼3%와 잔부가 Fe로 구성되는 것이 특징인 3차원 메탈프린터용 금속분말에 관한 것이다.
본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말에 의해 제조된 전단금형은 종래의 전단금형에 비해 내마모성과 내식성 및 내열성이 우수하며, 또한 작업 후 제품표면이 매끄럽고 경도가 우수하여 지속적인 작업이 가능하며, 생산량의 증대에도 현저한 효과가 있다.The present invention relates to a metal powder for a three-dimensional metal printer using a metal powder as a toner. More specifically, the metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention comprises 8 to 10% by weight of Cr, 1.8 to 2.5% 0.25 to 0.35% of C, 2 to 3% of Mn and the balance of Fe.
The shearing dies produced by the metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention are superior in abrasion resistance, corrosion resistance and heat resistance as compared with the conventional shearing dies. Further, since the surface of the product is smooth and the hardness is excellent after continuous working, There is also a remarkable effect on the increase.
Description
본 발명은 금속분말을 토너로 사용하는 3차원 메탈프린터용 금속분말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 더욱 상세하게는 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말은 중량%로 Cr 8∼10%, Si 1.8∼2.5%, C 0.25∼0.35%, Mn 2∼3%와 잔부가 Fe로 구성되는 것이 특징인 3차원 메탈프린터용 금속분말에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal powder for a three-dimensional metal printer using a metal powder as a toner. More particularly, the metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention comprises 8 to 10% by weight of Cr, To 2.5% of C, 0.25 to 0.35% of C and 2 to 3% of Mn and the balance of Fe.
일반적으로 프레스 금형의 가공방법은 크게 성형 및 굽힘 가공과 전단가공으로 나눌 수 있으며, 전단금형이란 펀치(Punch)와 다이(die) 사이에 소재를 넣고 펀치에 힘을 가하면 펀치가 소재를 눌러 소재를 특정형상으로 절단하게 되는 것이다.즉, 펀치의 날 끝부분에 집중적으로 응력이 발생하게 되고 재료의 표면은 압축력을 받게 되며, 소재의 표면에 발생하는 압축응력은 가공이 진행됨에 따라서 재료의 탄성한도를 넘어서게 되고 소성변형을 일으키게 되는 것이다.Generally, the processing method of press mold can be roughly classified into forming, bending and shearing. In shear mold, when a material is placed between a punch and a die and a force is applied to the punch, The stress on the surface of the material is subjected to the compressive force and the compressive stress generated on the surface of the material becomes the elastic limit of the material as the working progresses And plastic deformation is caused.
그리고 내마모성, 인성 등을 갖추기 위해 고가의 소재, 일반적으로 SKD11, 23F85 등의 소재를 사용하고, 제작과정에서 내마모성과 인성을 향상시키기 위해서 열처리 및 코팅과정을 거친다.In order to have abrasion resistance and toughness, expensive materials such as SKD11 and 23F85 are generally used. In order to improve abrasion resistance and toughness during the manufacturing process, heat treatment and coating are performed.
종래기술로서, 등록특허공보, 등록번호 제10-1389549호(캐비티 교환이 가능한 전단금형)에 의하면, 상기 캐비티 교환이 가능한 전단금형은 생크(shank)에 연결되어 상하 이동되는 상부플레이트(20)와; 상기 상부플레이트(20)의 일측에 구비되며, 내측으로 함몰되는 상부인서트홈(44)이 형성되는 상부마스터다이(30)와; 상기 상부마스터다이(30)의 내부에 구비되며, 시트소재(P)를 절단하는 피어싱펀치(52) 또는 피나클칼날(54)이 설치되는 상부인서트다이(50)와; 상기 상부마스터다이(30)의 하부에 이격된 위치에 설치되며, 내측으로 함몰되는 하부인서트홈(92)이 형성되는 하부마스터다이(70)와; 상기 하부마스터다이(70)의 내부에 구비되며, 상기 피어싱펀치(52)가 삽입되는 펀치수용홀(102)이 형성되며, 시트소재(P)를 지지하는 하부인서트다이(100)와; 상기 상부인서트다이(50)와 상기 하부인서트다이(100)는 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 캐비티 교환이 가능한 전단금형에 관한 것이라고 기재되어 있다.According to the prior art, in registration No. 10-1389549 (shear mold capable of replacing a cavity), the shearing mold capable of replacing the cavity has an upper plate 20 connected to a shank and moved up and down, ; An upper master die 30 provided at one side of the upper plate 20 and having an upper insert groove 44 recessed inward; An
또한, 다른 종래기술로서, 등록특허공보, 등록번호 제10-0758690호(초정밀 전단금형기)에 의하면, 상기 초정밀 전단금형기는 상부금형과 하부금형이 구비되어 인입되는 코일을 절단하도록 프레스기의 중앙에 조립,분리 가능하게 설치되는 전단금형기에 있어서, 상기 상부금형(100)은 인입되는 코일(600)을 클램핑 하도록 중심부 하단에 설치되는 상형패드(110)와, 상기 상형패드(110)의 전단에 인접하게 설치되는 상형전단날(120)과, 상부금형(100)의 양측부 내측에 구비된 밀착부(130) 및 각각의 모서리에 삽입공(141)이 구비되어 하부로 돌출 형성된 상형가이드(140)를 포함하고, 상기 하부금형(200)은 상기 상형패드(110)와 대향 되게 설치되는 하형패드(210)와, 상기 하형패드(210)의 전단에 설치되되, 상기 상형전단날(120)의 상하 이동이 간섭되지 않도록 설치되는 하형전단날(220)과, 상부금형(140)의 밀착부(130)와 대응되게 설치되어 상부금형(140)의 하강에 따라 단부가 밀착되는 완충부(230) 및 상형 가이드(140)의 삽입공(141)에 상호 구속하며 지지되도록 삽입 설치되는 가이드포스트(240)를 포함하는 것을 특징으로 한다고 기재되어 있다.As another prior art, according to Registered Patent Registration No. 10-0758690 (Super Precision Shear Molding Machine), the super precision shearing mold machine is provided with an upper mold and a lower mold and is assembled at the center of the press machine so as to cut the incoming coil The upper mold 100 includes a top pad 110 installed at the bottom of the central portion to clamp the coil 600 to be drawn in and a top pad 110 adjacent to the front end of the top pad 110 The upper mold 100 includes a pair of upper and lower molds 100 and 200 and a pair of upper and lower molds 100 and 200. The upper mold 100 includes an upper mold 100 and a lower mold 100, The lower mold 200 includes a lower pad 210 installed opposite to the upper pad 110 and a lower pad 210 installed at a front end of the lower pad 210 so as to move up and down the upper mold 120. [ The lower type The cushion 230 and the upper guide 140 are provided in correspondence with the upper end mold 220 and the upper end of the upper mold 140. The cushion 230 and the lower end of the upper mold 140, And a guide post 240 inserted and installed so as to be mutually restrained and supported by the guide posts 240 and 141.
또한, 또 다른 종래기술로서, 등록특허공보, 등록번호 제10-0606457호(3차원 프린팅 조형시스템)에 의하면, 상기 3차원 프린팅 조형시스템은 소정폭으로 승강하는 조형테이블이 마련된 조형챔버와, 소정폭으로 승강하는 소재공급테이블을 가지며 분말소재가 수용되는 소재수용챔버와, 상기 소재수용챔버에 수용된 분말소재를 조형될 3차원 조형물의 분할된 단면데이터에 대응하는 단면 두께씩 상기 조형테이블로 공급하는 소재공급유닛을 갖는 3차원 프린팅 조형시스템에 있어서, 상기 조형테이블에 공급된 분말소재 중 상기 단면데이터에 해당하는 영역으로 액상의 저점성 성질을 갖는 바인더와 UV레진의 혼합물로 이루어진 광경화성 접착물질을 분사하는 프린팅헤드와, 적어도 상기 접착물질이 분사된 영역을 광경화시키는 경화장치와, 상기 3차원 조형물의 분할된 단면데이터에 대응하는 영역으로 상기 접착물질이 분사되어 경화되도록 상기 프린팅헤드와, 상기 경화장치의 구동을 제어하는 제어컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다고 기재되어 있다.As another conventional technique, according to Registration No. 10-0606457 (3-D printing molding system), the 3-D printing molding system includes a molding chamber provided with a molding table for ascending and descending a predetermined width, And a powder material accommodated in the material accommodating chamber is supplied to the shaping table by a thickness of a section corresponding to divided sectional data of the three-dimensional shaping material to be formed, the material accommodating chamber having a material supply table A three-dimensional printing forming system having a material supply unit, wherein a photo-curing adhesive material composed of a mixture of a binder and a UV resin having a liquid low-viscosity property as a region corresponding to the cross-sectional data among the powder materials supplied to the molding table A printing head for jetting, a hardening device for photo-curing at least an area in which the adhesive material is jetted, There is the adhesive material in the region corresponding to the divided section data such that the injection of the hardening is described that is characterized in that it comprises a and the printing head, a control computer for controlling the operation of the curing apparatus.
그러나, 상기와 같은 종래의 전단금형은 이러한 작업을 10만 회 이상 반복적으로 수행해야 하므로, 내마모성, 인성 등을 갖추기 위해 고가의 소재, 일반적으로 SKD11, 23F85 등을 사용하고, 제작과정에서 내마모성과 인성을 향상시키기 위해서 열처리 및 코팅과정을 거쳐야하므로 경제적인 효율성이 낮다는 단점이 있었다.
However, since the above-mentioned conventional shearing mold is required to repeatedly carry out such a work more than 100,000 times, expensive materials such as SKD11, 23F85 and the like are generally used to provide abrasion resistance and toughness, It is required to undergo a heat treatment and a coating process to improve the economical efficiency.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전단작업의 효율성을 향상시키기 위하여 전단금형의 날부에 이종소재를 3차원 메탈프린터를 이용하여 적층한 전단금형을 제공하는 데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a shearing mold in which a three-dimensional metal printer is used for laminating different kinds of materials to a blade portion of a shearing mold in order to improve the efficiency of the shearing work.
본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말은 중량%로 Cr 8∼10%, Si 1.8∼2.5%, C 0.25∼0.35%, Mn 2∼3%와 잔부가 Fe로 구성되는 것이 특징이다.
The metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention is characterized by comprising 8 to 10% of Cr, 1.8 to 2.5% of Si, 0.25 to 0.35% of C, and 2 to 3% of Mn and the balance Fe.
본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말에 의해 제조된 전단금형은 종래의 전단금형에 비해 내마모성과 내식성 및 내열성이 우수하며, 또한 작업 후 제품표면이 매끄럽고 경도가 우수하여 지속적인 작업이 가능하며, 생산량의 증대에도 현저한 효과가 있다.
The shearing dies produced by the metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention are superior in abrasion resistance, corrosion resistance and heat resistance as compared with the conventional shearing dies. Further, since the surface of the product is smooth and the hardness is excellent after continuous working, There is also a remarkable effect on the increase.
도 1은 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말의 제조공정도.
도 2는 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말의 또 다른 제조공정도.
도 3은 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말을 적용한 전단금형의 실험장치.
도 4는 도 3의 A부분의 상세 확대도.
도 5는 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말을 적용한 전단금형의 전단작업 후의 표면사진.
도 6은 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말을 적용한 전단금형의 전단작업 후의 버(Burr)발생량 비교표.
도 7은 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말의 경도 비교표.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention. FIG.
FIG. 2 is a view showing another manufacturing process of the metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention. FIG.
3 is an experimental apparatus of a shearing mold to which a metal powder for a three-dimensional metal printer is applied.
4 is a detailed enlarged view of a portion A in Fig.
FIG. 5 is a photograph of a surface of a shearing mold to which a metal powder for a three-dimensional metal printer is applied after shearing.
6 is a comparison chart of the amount of burr generated after the shearing operation of a shearing mold to which the metal powder for a three-dimensional metal printer of the present invention is applied.
7 is a chart comparing the hardness of metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention.
본 발명은 3차원 메탈프린터용 금속분말은 중량%로 Cr 8∼10%, Si 1.8∼2.5%, C 0.25∼0.35%, Mn 2∼3%와 잔부가 Fe로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the metal powder for a three-dimensional metal printer comprises 8 to 10% of Cr, 1.8 to 2.5% of Si, 0.25 to 0.35% of C, 2 to 3% of Mn and the balance of Fe in weight percent.
상기 3차원 메탈프린터용 금속분말은 금속분말을 이루는 조성성분인 금속소재들을 지정된 중량비대로 혼합하는 1단계; 중량비대로 혼합된 금속소재들을 분쇄기에서 분쇄하여 금속분말로 만드는 2단계; 2단계에서 생성된 금속분말을 체질하여 지정된 굵기의 금속분말을 분류해내는 3단계; 공정을 포함하여 제조되는 것이다.Wherein the metal powder for a three-dimensional metal printer comprises the steps of: 1) mixing metallic materials as a constituent component of a metal powder at a specified weight ratio; A second step of pulverizing the metal materials mixed in a weight ratio in a pulverizer into a metal powder; 3) sieving the metal powder produced in step 2 to classify the metal powders of the specified thickness; Process. ≪ / RTI >
또한, 상기 3차원 메탈프린터용 금속분말은 금속분말을 이루는 조성성분인 금속소재를 각각 준비하는 1단계; 상기 금속소재를 각각 분쇄기에서 분쇄하여 금속분말로 만드는 2단계; 2단계에서 생성된 각각의 금속분말을 체질하여 지정된 굵기의 금속분말을 분류해내는 3단계; 3단계에서 분류된 각각의 금속분말을 지정된 중량비대로 혼합하는 4단계;공정을 포함하여 제조되는 것이다.In addition, the metal powder for a three-dimensional metal printer may include a first step of preparing a metal material, which is a component of a metal powder, A second step of grinding the metal material in a pulverizer to produce a metal powder; 3) sieving each of the metal powders produced in Step 2 to classify the metal powders having a predetermined thickness; And a fourth step of mixing each of the metal powders classified in step 3 at a specified weight ratio.
이하, 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the metal powder for a three-dimensional metal printer of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 설명에 앞서 참고로 금속분말을 토너로 사용하여 3차원 물체를 프린팅하는 기기를 3차원 메탈프린터라고 칭한다.Prior to the description of the present invention, an apparatus for printing a three-dimensional object using a metal powder as a toner is referred to as a three-dimensional metal printer.
SKD11, SKD61은 금형제작에 많이 사용되는 합금강으로서, 가공과 열처리 후변형이 적기 때문에 주로 정밀한 강공 후 변형이 없어야 하는 제품에 많이 사용되고 있다.SKD11 and SKD61 are alloy steel which is widely used for mold making, and it is mainly used for products which should not be deformed after precision machining because of less deformation after machining and heat treatment.
그러나 SKD11, SKD61을 이루는 금속은 모두 고가이기에 본 발명에서는 선별적으로 조성을 변화시켜 전단금형의 주종을 이루는 SKD11, SKD61에 비해 특히, Cr과 Mn 및 Si의 함유량을 증가시켜 내마모성을 향상시키고 경도와 인장강도 및 내식성과 내열성을 높도록 하였다.However, since all of the metals constituting SKD11 and SKD61 are expensive, in the present invention, the composition is selectively changed to increase the content of Cr, Mn and Si, in particular, compared with SKD11 and SKD61, which are the main types of shearing dies, Strength, corrosion resistance and heat resistance.
이에 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말은 중량비 대비 Cr 8∼10%, Si 1.8∼2.5%, C 0.25∼0.35%, Mn 2∼3%와 잔부가 Fe로 구성되어 있다.Accordingly, the metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention is composed of 8 to 10% Cr, 1.8 to 2.5% Si, 0.25 to 0.35% C, and 2 to 3% Mn and the balance Fe.
Cr(코롬)은 내식성 및 기계적 성질이 우수한 금속으로 Cr의 조성성분이 8% 미만이면 Cr의 조성효과가 미비하며, 10%를 초과하면 함유량의 증가에 비해 Cr으로 인해 얻는 효과가 미비하기에 가격 대비 효율이 떨어지게 된다.Cr (chromium) is a metal with excellent corrosion resistance and mechanical properties. If the composition of Cr is less than 8%, the composition effect of Cr is insufficient. If it exceeds 10%, the effect due to Cr is insufficient The contrast efficiency is lowered.
참고로 Cr이 12% 이상이면 스테인리스강이라 부른다.For reference, when Cr is 12% or more, it is called stainless steel.
C(탄소)는 함유량에 따라 강의 강도와 경도와 같은 강의 성질이 변하는 원소로서, 대부분 열처리가 가능한 0.1∼1.5% 함유되어 있으며, 본 발명의 금속분말에서는 0.25∼0.35%를 사용한다.C (carbon) is an element which changes in steel properties such as strength and hardness of steel depending on the content. It is contained in the range of 0.1 to 1.5% which is heat-treatable and 0.25 to 0.35% is used in the metal powder of the present invention.
Mn(망간)은 단단하고 금속합금시 내식성과 기계적 성질을 높이기 위해 필요한 원소로서, 조성성분이 2% 미만이면 그 효과가 미비하며, 3%를 초과하면 함유량의 증가에 비해 얻어지는 효과가 작다.Mn (manganese) is an element necessary for hardening and improving the corrosion resistance and mechanical properties when metal alloying is used. When the composition is less than 2%, the effect is insufficient. When the content is more than 3%, the effect obtained is small.
Si(규소)는 화학반응이 거의 없기 때문에 다른 금속의 표면에 이를 성장시키는 원소로서 조성성분이 1.8% 미만이며 효과가 미비하며, 2.5%를 초과하면 투입되는 함유량에 비해 얻어지는 효과가 작다.Since Si (silicon) has little chemical reaction, Si (silicon) is an element that grows on the surface of other metal. It has less than 1.8% compositional effect and insufficient effect. When it exceeds 2.5%, Si
특히, Mn과 Si는 탈산제로서 제강시 필요한 원소이다.In particular, Mn and Si are necessary elements for steelmaking as deoxidizers.
또한, 금속제품의 기능을 향상시키기 위하여 중량비로 P 0.01~0.05%, Ni 0.05~1.0%, Mo 0.01~0.05%, Ti 0.001~0.005%, V 0.01~0.05%, Nb 0.004~0.01%, W 0.02~0.05%, Co 0.01~0.05%, Zr 0.004~0.01%, B 0.002~0.005%가 더 포함될 수도 있다.Further, in order to improve the function of the metal product, it is preferable that 0.01 to 0.05% of P, 0.05 to 1.0% of Ni, 0.01 to 0.05% of Mo, 0.001 to 0.005% of Ti, 0.01 to 0.05% of V, 0.004 to 0.01% To 0.05%, Co 0.01 to 0.05%, Zr 0.004 to 0.01%, and B 0.002 to 0.005%.
상기 P, Ni, Mo, Ti, V, Nb, W, Co, Zr, B는 개별적으로 포함되거나 둘 이상이 혼합되어 포함될 수도 있다.The P, Ni, Mo, Ti, V, Nb, W, Co, Zr and B may be included individually or in a mixture of two or more.
P(인)은 공기 중에서 스스로 점화되는 발화성이 강한 원소로서, P의 함유량이 0.01% 미만이면 발화력이 미비하여 금속분말의 용융에 영향이 작게 작용하며 함유량이 0.05%를 초과하면 발화력 강하여 다른 금속을 모두 발화시켜 금속분말을 너무 무른 액체상태로 만들어 프린팅 작업시 적층이 어렵게 된다.P (phosphorus) is a strong ignitable element that is ignited by itself in the air. When the content of P is less than 0.01%, the ignition force is insufficient and the influence of melting of the metal powder is small. If the content exceeds 0.05% The entire metal is ignited to make the metal powder into a very loose liquid state, which makes the lamination difficult in the printing operation.
Ni(니켈)은 단조 및 단접이 가능하고 전성 및 연성이 풍부하며, 철에 비해 잘 산화되지 않는 원소로서 촉매나 철의 도금용으로 사용된다. Ni의 함유량이 0.05% 미만이면 Ni투입에 대한 그 효과가 미비하며 1.0%이상이면 포함되는 양에 비해 얻어지는 효과가 작다.Nickel (Ni) is an element that can be forged and bonded, is rich in malleability and ductility, is not well oxidized compared to iron, and is used for plating of catalyst or iron. If the Ni content is less than 0.05%, the effect on the Ni loading is insufficient, and if the Ni content is more than 1.0%, the effect obtained is smaller than the amount contained.
Mo(몰리브덴)은 넓은 온도범위에서 가계적으로 매우 강하며, 보통의 산에는 녹지 않으며, 진한 질산에도 침식되지 않는다. 철과의 합금된 몰리브덴강은 절삭용 공구로 쓰인다. Mo의 함유량이 0.01% 미만이면 얻어지는 효과가 미비하여 함유량이 0.05% 초과하면 함유량 대비 얻어지는 효과가 떨어진다.Mo (molybdenum) is very strong in a wide temperature range, does not dissolve in normal acids, and is not eroded by concentrated nitric acid. Alloyed molybdenum steel with iron is used as a cutting tool. If the content of Mo is less than 0.01%, the effect obtained is insufficient. If the content exceeds 0.05%, the effect obtained with respect to the content is deteriorated.
Ti(티탄)은 강도, 전성, 연성이 크며, 표면에 산화막이 생기므로 산이나 바닷물에 잘 부식되지 않는 원소로서 함유량이 0.001%미만이면 Ti함유에 따른 효과가 미비하며 0.005%를 초과하면 얻어지는 효과에 비해 비용이 많이 들게 된다.Ti (titanium) has high strength, ductility and ductility, and an oxide film is formed on the surface thereof, so that it is an element that does not corrode well in acid or seawater. If the content is less than 0.001%, the effect of Ti content is insufficient. Which is expensive.
V(바나듐)은 강철 또는 철과 합금하여 고속도 공구강, 고강력 구조용 강재로 사용되며, 강철에 일반적으로 1% 미만이 포함되면 강철의 표면구조가 미세하고, 탄소와 반응하여 탄화물을 만들게 된다. V의 함유량이 0.01% 미만이면 V함유에 따른 효과가 미비하며 0.05%를 초과하여 함유되면 비용대비 효과가 작다.V (vanadium) is alloyed with steel or iron and used as high-speed tool steels and high-strength structural steels. When less than 1% is generally contained in steel, the surface structure of steel is fine and reacts with carbon to form carbide. If the content of V is less than 0.01%, the effect due to the content of V is insufficient. If the content exceeds 0.05%, the effect on cost is small.
Nb(니오브, 니오듐)은 산소나 강산에도 침식되지 않으며, 스테인리스 합금의 내열성을 더하기 위하여 첨가되는 원소이다. Nb의 함유량이 0.004% 미만이면 Nb함유에 대한 효과가 미비하며 0.01%를 초과하면 포함되는 양에 비해 그 효과가 작다.Nb (niobium, nioium) is an element that is not eroded by oxygen or strong acid and is added to add heat resistance of stainless steel alloys. If the content of Nb is less than 0.004%, the effect on the content of Nb is insufficient. If the content exceeds 0.01%, the effect is smaller than the amount contained.
W(텅스텐)은 고속도강, 영구자석강, 내열 및 내식합금에 사용되며, 탄화텅스텐은 공구에 사용된다. 고가로서 W이 0.02% 미만 함유되면 W함유에 따른 효과가 미비하며 0.05%를 초과하면 함유되는 양에 비해 얻어지는 효과가 작다.W (tungsten) is used in high speed steel, permanent magnet steel, heat resistant and corrosion resistant alloys, and tungsten carbide is used in tools. If the W content is less than 0.02%, the effect of the W content is insufficient. If the W content is more than 0.05%, the effect obtained is small.
Co(코발트)는 철과 비슷한 광택이 나는 금속을 강자성이다. 가열해도 잘 융해되지 않으며, 공기 중에 방치해도 표면에 녹이 슬 뿐 잘 부식되지 않는 것으로 내산화성, 내마모성, 기계적 성질이 우수한 성질이 있다. 0.01% 미만이면 Co투입에 따른 얻는 효과가 작으며 0.05% 이상이면 포함되는 양에 비해 얻어지는 효과가 작다.Co (cobalt) is a ferromagnetic metal similar to iron. Even if heated, it does not melt well. Even if left in the air, it rusts on the surface and does not corrode well. It has excellent properties of oxidation resistance, abrasion resistance, and mechanical properties. If it is less than 0.01%, the effect obtained by Co input is small, and if it is more than 0.05%, the effect obtained is small compared with the amount contained.
Zr(지르코늄)은 고온의 물속에서 내식성이 크다. 공기속에서도 산화피막이 생겨서 강한 내식성을 보이며, 분말상에서는 공기 속에서 발화하는 성질이 있는 원소로서 0.004%미만이면 공기속에서 발화하여 반응이 되지 않으며, 0.01% 이상이면 포함되는 양에 비해 얻어지는 효과가 작고 경제적으로도 부담스럽다.Zr (zirconium) is highly corrosion resistant in hot water. In case of powdery phase, it is an element which has a characteristic of igniting in air. If it is less than 0.004%, it is ignited in air and does not react. If it is 0.01% or more, It is also burdensome.
B(붕소)는 반응성은 작지만 산소나 질소와 화합물을 이루므로 금속의 제련 때 탈가스제로 사용되며, C(탄소)와의 화합물 B4C는 인공의 물질 중 가장 단단한 것으로, 0.002% 미만이 포함되면 반응성이 미약하며 0.005%를 초과하면 투입되는 양에 비해 얻어지는 효과가 작다.B (boron) is used as a degassing agent in the smelting of metals because it has a small reactivity but forms a compound with oxygen and nitrogen. Compound B4C with C (carbon) is the hardest substance of artificial substance. If the content is more than 0.005%, the effect obtained is small compared to the amount to be added.
도 1은 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말의 제조공정도이다.FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말을 제조하는 1단계 공정으로서 금속분말을 이루는 조성성분인 금속소재들을 준비하여 지정된 중량비대로 혼합하게 된다.As shown in FIG. 1, as a one-step process for preparing a metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention, metal materials constituting a metal powder are prepared and mixed at a specified weight ratio.
1단계 공정에서 혼합된 금속소재들은 분쇄기에서 분쇄하여 금속분말로 만드는 2단계 공정을 거치게 된다.In the first step, the mixed metal materials are subjected to a two-step process in which the metal powder is pulverized in a pulverizer.
그리고 3단계 공정으로서 2단계에서 생성된 금속분말은 체질기를 통해 체질하여 지정된 입자의 금속분말과 이물질 및 큰 입자의 금속분말을 분류해내게 되는 것이다.Then, the metal powder produced in step 2 as a three-step process is sieved through a sifter to classify the metal powder of the designated particle, the foreign substance, and the metal powder of the large particle.
도 2는 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말의 또 다른 제조공정도이다.FIG. 2 is a view illustrating another manufacturing process of the metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention.
본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말을 제조하는 1단계 공정으로서 금속분말을 이루는 조성성분인 금속소재를 각각 준비하게 된다.As a one-step process for preparing the metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention, a metal material constituting a metal powder is prepared.
이렇게 준비된 상기 금속소재들은 각각 분쇄기에서 분쇄하여 금속분말로 만드는 2단계 공정을 거치게 된다.The metal materials thus prepared are each subjected to a two-step process of pulverizing them in a pulverizer to produce metal powders.
그리고 2단계에서 생성된 각각의 금속분말을 체질기에서 체질하여 지정된 입자크기의 금속분말을 분류해내는 3단계 공정을 거치게 되며, 끝으로 4단계 공정으로서 3단계에서 분류된 각각의 금속분말을 지정된 중량비대로 혼합하게 된다.Then, each of the metal powders produced in Step 2 is sieved in a sifter, and a metal powder having a specified particle size is classified into three stages. Finally, each of the metal powders classified in Step 3 as a four- And mixed in a weight ratio.
상술한 금속분말이 적용되는 실험은 다음과 같다.The experiment to which the above-mentioned metal powder is applied is as follows.
도 3은 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말을 적용한 전단금형의 실험장치이며, 도 4는 도 3의 A부분의 상세 확대도이다.FIG. 3 is an experimental apparatus of a shearing mold to which metal powder for a three-dimensional metal printer of the present invention is applied, and FIG. 4 is a detail enlarged view of a portion A of FIG.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 23F85 금속소재를 기본으로 하고, 전단작업시 재료에 직접 접하는 상·하부의 날부에 각각 용접과 적층 그리고 화염열처리를 통해 제작된 전단금형을 제작한다.As shown in FIGS. 3 and 4, a shearing mold made of 23F85 metal material is manufactured by welding, laminating and flame heat treatment on the upper and lower edges directly contacting with the material during shearing.
이렇게 제작된 전단금형으로 전단작업을 하게 된다.Shear work is done with this shear mold.
도 5는 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말을 적용한 전단금형의 전단작업 후의 표면사진이다.Fig. 5 is a photograph of a surface of a shearing mold to which a metal powder for a three-dimensional metal printer of the present invention is applied, after shearing.
도 5에 도시된 바와 같이 화염열처리를 통한 것보다는 용접이나 적층으로 이루어진 전단금형이 상대적으로 표면이 매끄럽고 깨끗하다는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, it can be seen that the shear mold made of welding or lamination is relatively smooth and clean, rather than through the flame heat treatment.
도 6은 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말을 적용한 전단금형의 전단작업 후의 버(Burr)발생량 비교표이다.FIG. 6 is a comparison chart of the amount of burr generated after the shearing operation of the shearing mold to which the metal powder for a three-dimensional metal printer of the present invention is applied.
전단금형의 모재인 23F5 주강 스틸에 이종소재인 본 발명 금속분말을 적층한 결과 적층 안정성을 나타낸 것으로, 적층 후 12,000타 전단작업 후 스틸표면에 스크래치 발생량이 용접 및 원소재 열처리 조건보다 작게 발생함을 확인할 수 있다.As a result of stacking the metal powder of the present invention, which is a different material, on the 23F5 cast steel, which is the base material of the shear mold, the lamination stability is shown. The amount of scratches generated on the surface of the steel after 12,000 shear operations after lamination is smaller than that of welding and raw material heat treatment Can be confirmed.
도 7은 본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말의 경도 비교표이다.7 is a hardness comparison chart of the metal powder for a three-dimensional metal printer of the present invention.
본 발명에 의해 금속분말은 대체로 용접봉을 이루는 조성성분과 비슷하기에 용접봉의 소재인 SKD11분말과 SKD61분말을 적층하여 경도를 비교하였으며 도 7에 도시된 바와 같이 실험에 따르면 본 발명의 금속분말에 의해 제조된 전단금형의 경도가 가장 우수하다는 것을 알 수 있다.According to the present invention, since the metal powder is generally similar to the composition constituting the electrode, SKD11 powder and SKD61 powder, which are the electrodes of the welding rod, are laminated and the hardness is compared. As shown in FIG. 7, It can be seen that the hardness of the produced shear mold is the most excellent.
한편, 3차원 메탈프린터용 금속분말로서 본 발명의 금속분말 자체를 사용하거나 또는 SKD11, SKD61 하나 또는 둘을 혼합하여 사용할 수도 있다.On the other hand, the metal powder itself of the present invention may be used as the metal powder for a three-dimensional metal printer, or one or two of SKD11 and SKD61 may be mixed.
본 발명 3차원 메탈프린터용 금속분말에 의해 제조된 전단금형은 종래의 전단금형에 비해 내마모성과 내식성 및 내열성이 우수하며, 또한 작업 후 제품표면이 매끄럽고 경도가 우수하여 지속적인 작업이 가능하며, 생산량의 증대에도 현저한 효과가 있다.
The shearing dies produced by the metal powder for a three-dimensional metal printer according to the present invention are superior in abrasion resistance, corrosion resistance and heat resistance as compared with the conventional shearing dies. Further, since the surface of the product is smooth and the hardness is excellent after continuous working, There is also a remarkable effect on the increase.
Claims (3)
상기 3차원 메탈프린터용 금속분말은 중량비로 Cr 8∼10%, Si 1.8∼2.5%, C 0.25∼0.35%, Mn 2∼3%와 잔부가 Fe로 구성되되,
중량비로 P 0.01~0.05%, Ni 0.05~1.0%, Mo 0.01~0.05%, Ti 0.001~0.005%, V 0.01~0.05%, Nb 0.004~0.01%, W 0.02~0.05%, Co 0.01~0.05%, Zr 0.004~0.01%, B 0.002~0.005%가 하나 또는 둘 이상이 추가혼합되는 것으로,
상기 3차원 메탈프린터용 금속분말은 금속분말을 이루는 조성성분인 금속소재들을 지정된 중량비대로 혼합하는 1단계; 중량비대로 혼합된 금속소재들을 분쇄기에서 분쇄하여 금속분말로 만드는 2단계; 2단계에서 생성된 금속분말을 체질하여 지정된 입자크기의 금속분말을 분류해내는 3단계;공정을 포함하여 제조되며,
또한, 상기 3차원 메탈프린터용 금속분말에 SKD11, SKD61 중 하나 또는 둘을 혼합하여, 전단작업시 금속재료에 직접 접하는 전단금형의 상·하부의 날부성형에 사용되는 것이 특징인 3차원 메탈프린터용 금속분말.
A metal powder for a three-dimensional metal printer using a metal powder as a toner,
Wherein the metal powder for a three-dimensional metal printer comprises 8 to 10% of Cr, 1.8 to 2.5% of Si, 0.25 to 0.35% of C, 2 to 3% of Mn and the balance Fe,
The steel sheet according to any one of the items (1) to (3), wherein the steel sheet comprises 0.01 to 0.05% of P, 0.05 to 1.0% of Ni, 0.01 to 0.05% of Mo, 0.001 to 0.005% of Ti, 0.01 to 0.05% of V, 0.004 to 0.01% of Nb, 0.02 to 0.05% 0.004 to 0.01% of Zr, and 0.002 to 0.005% of B are further mixed,
Wherein the metal powder for a three-dimensional metal printer comprises the steps of: 1) mixing metallic materials as a constituent component of a metal powder at a specified weight ratio; A second step of pulverizing the metal materials mixed in a weight ratio in a pulverizer into a metal powder; And sieving the metal powder produced in Step 2 to classify the metal powder of the specified particle size;
The metal powder for a three-dimensional metal printer is mixed with one or both of SKD11 and SKD61 to form upper and lower edge portions of a shearing mold directly contacting the metal material during shearing. Metal powder.
상기 3차원 메탈프린터용 금속분말은 금속분말의 조성성분인 금속소재를 각각 준비하는 1단계;
상기 금속소재를 각각 분쇄기에서 분쇄하여 금속분말로 만드는 2단계;
2단계에서 생성된 각각의 금속분말을 체질하여 지정된 입자크기의 금속분말을 분류해내는 3단계;
3단계에서 분류된 각각의 금속분말을 지정된 중량비대로 혼합하는 4단계;
공정을 포함하여 제조되는 것이 특징인 3차원 메탈프린터용 금속분말.
The method according to claim 1,
The metal powder for a three-dimensional metal printer comprises a first step of preparing a metal material, which is a component of a metal powder,
A second step of grinding the metal material in a pulverizer to produce a metal powder;
3) sieving each of the metal powders produced in Step 2 to classify the metal powders of the designated particle size;
4) mixing each of the metal powders classified in Step 3 at a specified weight ratio;
Wherein the metal powder is a metal powder.
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