KR20090008771A

KR20090008771A - Pulley manufacturing method using mixed forging

Info

Publication number: KR20090008771A
Application number: KR1020070072005A
Authority: KR
Inventors: 김계영; 박세군; 오규룡
Original assignee: 주식회사 풍산; 무송금속(주)
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-01-22

Abstract

A manufacturing method of a pulley using mixed forging is provided to reduce the manufacturing cost per a unit pulley by forming the hot forged product of which a part corresponding to a groove forming part of the pulley is depressed to a predetermined depth in advance when manufacturing a hot forged product, thereby reducing a workpiece injected as much as volume of the depressed space. A manufacturing method of a pulley using mixed forging comprises: a cutting process(S200) of cutting a raw material to a proper thickness for forming the pulley using a cutter; a heating process(S300) of heating a steel material cut through the cutting process to a temperature of 1000 to 1200 deg.C; a sealed hot forging process(S400) of sealed hot forging the steel material passing through the heating process such that a part of the steel material corresponding to a groove forming part in an outer wheel of the pulley is formed toward a central part of the pulley in a depressed form with a predetermined depth, thereby producing a hot forged product; and a partially opened cold forging process(S800) of cold forging the hot forged product passing through the hot forging process by sealing some of pulley components and opening residual pulley components with respect to the hot forged product by considering deformation amount and plasticity extent of the material of the hot forged product.

Description

복합단조를 이용한 풀리의 제조방법{PULLEY MANUFACTURING METHOD USING MIXED FORGING}Manufacturing method of pulley using composite forging {PULLEY MANUFACTURING METHOD USING MIXED FORGING}

본 발명은 자동차 및 각종 기계의 부품으로 벨트를 외륜에 장착하여 사용하는 풀리의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밀폐열간단조공정을 미리 거치게 한 열간단조성형체를 금형의 다이에 올려놓은 후 금형을 이용하여 가압함으로써 소성변형시킬 때, 풀리의 특정 부분의 경도를 균일하게 강화시키기 위하여 열간단조성형체의 일부분에 대해서는 밀폐를 하고 그 외 부분에 대해서는 개방시킨 상태에서 가압하도록 함으로써, 부분적으로 소성변형을 일으키는 정도를 조절할 수 있는 복합단조를 이용한 풀리의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a pulley for attaching a belt to an outer ring using parts of automobiles and various machines, and more particularly, after placing a hot forging molded body subjected to a closed hot forging process in advance to a die of a mold. When plastic deformation is carried out by pressurizing with a pressure, in order to uniformly reinforce the hardness of a specific part of the pulley, the part of the hot forging molded body is sealed and the other part is pressed in an open state, thereby partially plastic deformation. It relates to a method for producing a pulley using a composite forging that can adjust the degree of occurrence.

풀리를 제조하는 종래 기술은 크게 열간단조와 냉간단조로 대별되며, 금형을 이용하는지 여부에 따라 개방단조와 밀폐단조로 나뉜다. The prior art of manufacturing pulleys is largely divided into hot forging and cold forging, and divided into open forging and closed forging depending on whether a mold is used.

열간단조는 1000℃~1250℃의 고온에 강을 가열해 변형 저항을 적게 하여 적은 힘으로 변형을 일으켜 금형을 쉽게 할 수 있도록 하는 단조방법의 하나이다. 이러한 열간단조는 생산속도가 빠르므로 생산성이 좋고 복잡한 형상의 성형을 쉽게 할 수 있어 일반적으로 널리 사용되고 있다. 이러한 열간단조는 복잡한 형상부품을 용이하게 성형할 수 있으나, 고온이기 때문에 탈탄, 표면불량, 스케일(scale) 등이 발생하는 결점이 있다. 또, 고온에서 작업을 해야 하는 하므로 가열시 에너지가 많이 투입되어야 하며, 여분의 소재를 사용하여 플래쉬(flash)를 발생시키게 되므로 소재와 가열에 불필요한 비용이 드는 문제점이 있다. 특히, 열간단조에 의해 생산된 풀리는 바닥부의 경도가 낮아 점차 높은 경도를 요구하는 요구에 부응하지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 높은 경도를 요구하는 부품의 성형에 있어서는 열간단조에서 점차 냉간단조로 대체되고 있는 실정이다.Hot forging is one of the forging methods that makes the mold easy by deforming with low force by heating the steel at high temperature of 1000 ℃ ~ 1250 ℃ to reduce the deformation resistance. Such hot forging is generally widely used because of its high production speed and high productivity and easy molding of complex shapes. Such hot forging can easily form a complicated shape part, but due to the high temperature, there are disadvantages in that decarburization, surface defects, scale, etc. occur. In addition, since the work should be performed at a high temperature, a lot of energy should be input during heating, and there is a problem in that unnecessary costs are required for the material and heating since the flash is generated using an extra material. In particular, the pulley produced by hot forging has a problem in that the hardness of the bottom portion is low and does not meet the demand for gradually higher hardness. Therefore, in forming parts requiring high hardness, hot forging is gradually being replaced by cold forging.

냉간단조는 상온에 있어서 소성가공을 하여 성형하는 단조방법을 말하는데 이러한 냉간단조에 의해 금속을 가공하게 되면 열간단조 작업보다 스케일 및 탈탄층이 없으며 그 경도가 높아 가공경화에 의한 기계적 성질이 좋다는 장점이 있다. 그러나 열간단조보다 큰 성형력이 필요하며 제조설비비 및 제조공정비가 높을 뿐만 아니라 펀칭을 할 때 필요한 압력이 높으므로 냉간용 단조소재, 고정도, 고가의 설비를 요구됨에 따라 단위 풀리당 생산단가가 높다는 문제점이 있다. Cold forging refers to a forging method that is formed by plastic working at room temperature. If the metal is processed by such cold forging, there is no scale and decarburization layer than hot forging, and its hardness is high, so that the mechanical properties due to work hardening are good. have. However, molding force is higher than hot forging, and the manufacturing cost and manufacturing process cost are high, and the pressure required for punching is high, so the production cost per unit pulley is high due to the demand for cold forging material, high precision, and expensive equipment. There is a problem.

또, 개방(OPEN) 단조는 상부의 해머와 하부의 모루가 서로 닿지 않고, 그 모양이 편평하거나 간단하며, 재료에 압축력을 가하였을 때 재료는 압축력 방향에 대하여 직각 방향으로 구속받지 않고 자유로이 유동 변형되는 특징이 있다. 이 가공법은 모양이 간단한 대형물에 이용되며, 밀폐단조를 하기 위한 공작물을 예비 가공하는데 주로 사용된다. In addition, OPEN forgings do not touch the upper hammer and the anvil at the bottom, and have a flat or simple shape, and when the compressive force is applied to the material, the material is freely deformed without being constrained in a direction perpendicular to the direction of the compressive force. There is a characteristic. This method is used for large-sized products with simple shapes, and is mainly used for pre-processing workpieces for closed forging.

한편, 밀폐단조에서는 원하는 모양의 공간을 파놓은 한 쌍의 금형 사이에 재료를 넣고 가압하면, 재료는 금형의 공간 안에서만 금형의 모양대로 변형된다. 이 때, 한 쌍의 금형의 가장자리는 거의 서로 닿게 된다. 이 가공법은 대량 생산에 적용되는 방식으로서, 치수 정밀도가 높고 성형을 빨리 할 수 있는 장점이 있으나, 금형의 제작 비용 및 원 소재의 가격이 비싼 편이다. On the other hand, in closed forging, when a material is put between a pair of molds having a space of a desired shape and pressed, the material is deformed to the shape of the mold only in the space of the mold. At this time, the edges of the pair of molds almost touch each other. This processing method is applied to mass production, and has the advantages of high dimensional accuracy and rapid molding, but the manufacturing cost of the mold and the raw material are expensive.

상기와 같은 열간단조 및 냉간단조의 문제점을 해결하기 위하여 소정의 두께를 가진 원판을 1차적으로 냉간단조하여 냉간 예비 성형체를 만든 후 예비 성형체를 다시 2차적으로 냉간단조하여 풀리를 제조하는 방법도 제시되었다. 그러나, 이러한 예비성형체를 형성시킨 후에 냉간단조를 하게 되면 예비성형체의 변형량 즉, 스트레인(strain)에 따라 변형을 많이 받는 부위는 경도가 높고 반대로 변형량이 적은 부위는 경도가 낮게 되어 풀리의 경도가 불균일해지는 단점이 있다. 또, 이러한 경도의 불균일을 해결하기 위하여 냉간단조를 하기 전에 경도를 떨어뜨리는 소둔처리를 해야 하므로 제조 공정이 증가하여 원가 상승의 요인이 되는 문제점을 여전히 가지고 있었다. In order to solve the problems of the hot forging and cold forging as described above, a method of manufacturing a pulley by first cold forging a disc having a predetermined thickness to make a cold preform, and then secondarily cold forging the preform again. It became. However, when cold forging is performed after the formation of such preforms, the areas subject to a large amount of deformation according to the amount of deformation of the preforms, i.e., strains, have high hardness, whereas the parts with little deformation amount have low hardness, resulting in uneven hardness of the pulley. There is a disadvantage of losing. In addition, in order to solve such a non-uniformity of the hardness, the annealing treatment to lower the hardness before cold forging must be carried out, so the manufacturing process has been increased and still have a problem of a cost increase.

한편, 상기와 같이 예비형성체를 만든 후 냉간단조를 할 때 발생되는 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 대한민국 특허등록 제0135569호와 대한민국 특허등록 제0219234호에서는 냉간단조를 이용한 복합이중원통형상 풀리의 제조방법 및 장치를 제안하였으나, 여전히 냉간단조를 통해 풀리를 생산하는 경우에 원재료에 드는 비용이 높을 뿐만 아니라 고압의 설비를 이용해야 한다는 점 때문에 설비비가 많이 들어 단위 풀리당 생산단가가 높다는 문제점을 여전히 가지고 있었다.On the other hand, as a method for solving the problems caused when cold forging after making the preform as described above, in the Republic of Korea Patent Registration No. 0135569 and Republic of Korea Patent Registration No. 0219234 of the composite double cylindrical pulley using cold forging Although the manufacturing method and apparatus are proposed, there is still a problem that the production cost per unit pulley is high due to the high cost of raw materials and the high pressure of the equipment when the pulley is produced through cold forging. I had.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 풀리의 홈(groove)형성부와 대응되는 부분에 대한 소재절감을 통한 원가절감과 동시에 브릿지부의 조밀도와 경도 향상을 도모하여, 냉간단조에 비해 생산단가는 낮으면서도 냉간단조에 의해 생산된 풀리가 가지고 있는 경도와 균일성이 유지되도록 하고 기계적 특성이 좋은 풀리를 제조할 수 있는 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was derived to solve the above problems, and to reduce the cost of the material corresponding to the groove forming portion of the pulley, and to improve the density and hardness of the bridge portion, cold forging The purpose of the present invention is to provide a manufacturing method capable of producing a pulley having good mechanical properties while maintaining the hardness and uniformity of the pulley produced by cold forging while having a low production cost.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 복합단조를 이용한 풀리의 제조방법은, 원 소재를 절단기를 이용하여 풀리를 형성시키기 위한 적정한 두께로 절단하는 절단공정과; 상기 절단공정을 통해 절단된 철강재료를 1000~1200℃로 가열하는 가열공정과; 상기 가열공정을 거친 철강재료를 풀리의 외부륜 중 홈형성부에 대응되는 부분이 풀리 중심부를 향하여 일정한 깊이로 함몰되어 형성되도록 밀폐시켜 열간단조성형체를 생산하는 열간단조공정; 및 상기 열간단조공정을 거친 열간단조성형체에 대해 그 재료의 변형량 및 소성정도를 고려하여 풀리의 구성부 중 일부분에 대해서는 개방하여 냉간단조를 하는 부분개방냉간단조공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a method of manufacturing a pulley using the composite forging of the present invention includes a cutting step of cutting a raw material into an appropriate thickness for forming a pulley using a cutter; A heating step of heating the steel material cut through the cutting process to 1000 to 1200 ° C; A hot forging process of sealing the steel material that has undergone the heating process so that a portion corresponding to the groove forming part of the outer ring of the pulley is recessed to a predetermined depth toward the center of the pulley to produce a hot forging molded body; And a partial open cold forging step of opening and cold forging a part of the components of the pulley in consideration of the deformation amount and the degree of plasticity of the material for the hot forging molded product that has undergone the hot forging process.

이때, 상기 부분개방냉간단조공정은, 풀리의 내부륜을 이루는 부분에 대해서는 그 상부 중 일부 부분에 대해서만 밀폐하여 구속하고 나머지 부분은 개방을 시키고, 풀리의 외부륜과 내부륜이 연결되어 있는 브릿지부에 대해서는 밀폐를 시키 고, 풀리의 외부륜 중 홈형성부에 인접한 가이드가 형성되는 부분에 대해서는 밀폐를 시키고 단턱이 형성되는 부분에 대해서는 개방을 시켜 냉간단조를 하는 것이 바람직하다.At this time, in the partial open cold forging process, the part forming the inner ring of the pulley is sealed and restrained only for a part of the upper part and the remaining part is opened, and the bridge part in which the outer ring and the inner ring of the pulley are connected. It is preferable to perform a cold forging by closing the seal, sealing the part of the outer ring of the pulley in which the guide adjacent to the groove forming part is formed, and opening the part where the step is formed.

풀리를 제조할 때 필요한 원 소재는 풀리의 용도 및 사용목적에 따라 달라지나, 일반적으로 기계구조용 탄소강(S10C 등)이 이용된다. 원 소재는 단면이 원형인 봉의 형태로 제공되는데, 직경이 60mm이고 길이가 6m인 것이 주로 사용되고 있다. 이러한 원 소재를 절단하는 절단공정에 이용되는 기계는 직경이 60mm인 경우에는 300톤의 압력을 가할 수 있는 가압절단기를 이용하여 절단하고 있다.The raw material required to manufacture the pulley depends on the purpose of the pulley and the purpose of use, but generally carbon steel for mechanical structure (S10C, etc.) is used. The raw material is provided in the form of a rod having a circular cross section. A diameter of 60 mm and a length of 6 m are mainly used. The machine used in the cutting process for cutting the raw material is cut using a pressure cutting machine capable of applying a pressure of 300 tons when the diameter is 60 mm.

절단된 원 소재에 대해 밀폐열간단조를 시행하기 전에 하는 가열공정에서는 전기를 이용한 인덕션 히터를 이용하여 가열하게 되는데 1000~1200℃로 원 소재를 가열하는 것이 바람직하다.In the heating process before the closed hot forging of the cut raw material is heated using an induction heater using electricity, it is preferable to heat the raw material to 1000 ~ 1200 ℃.

가열공정을 거친 원 소재에 대해 밀폐열간단조를 할 때에는 미리 풀리의 홈형성부에 대응되는 부분이 일정한 깊이로 함몰되도록 형성시킴으로써 함몰된 부분만큼 투입되는 소재가 절감되도록 하여야 한다. 따라서 일반적인 열간단조나 냉간단조에 의한 풀리제조방법과 비교해 봤을 때 이러한 함몰 부분을 미리 밀폐열간단조에 의해 형성시킴으로써 나중에 정삭가공에 의해 외부륜에 홈을 형성시킬 때에도 용이하며, 단위 풀리당 투입되는 소재비를 절감할 수 있다. 이러한 밀폐열간단조는 단조금형을 이용하여 밀폐단조의 방식으로 행하는데 1350 톤의 압력을 가하여 시행함으로써 풀리에 필요한 기본적인 경도는 밀폐열간단조공정에서 얻게 된다. When closed hot forging is performed on the raw material subjected to the heating process, the portion corresponding to the groove forming portion of the pulley is to be recessed to a certain depth in advance so that the material inputted by the recessed portion is reduced. Therefore, compared with the general hot forging or cold forging pulley manufacturing method, this recessed part is formed by hermetic hot forging in advance so that it is easy to form a groove in the outer ring by finishing processing later, and the material to be input per unit pulley You can save rain. Such closed hot forging is carried out in a closed forging using a forging mold, and the basic hardness necessary for the pulley is obtained in the closed hot forging process by applying a pressure of 1350 tons.

한편, 상기 부분개방냉간단조공정은, 풀리의 내부륜을 이루는 부분에 대해서 는 금형으로 가압시에 제품이 변형되는 것을 막기 위하여 풀리의 내부륜 상부에 대해 국부적으로 3~4 군데 구속을 하는 것이 좋은데, 이때 풀리의 내부륜 상부 전체가 아니라 내부륜을 풀리 중심으로부터 동일한 각도로 3등분 하여 풀리의 내부륜 상부 중 3군데 부분에 대해서만 구속하여 부분밀폐를 시키는 것이 바람직하다. On the other hand, in the partial open cold forging process, it is good to restrain the parts forming the inner ring of the pulley locally on the upper part of the inner ring of the pulley to prevent deformation of the product during pressurization with a mold. At this time, the inner ring of the pulley, not the entire upper portion of the inner ring is divided into three at the same angle from the center of the pulley is limited to only three parts of the inner ring of the pulley to be partially sealed.

외부륜과 내부륜이 연결되어 있는 브릿지부에 대해서는 완전밀폐를 시켜 냉간단조를 함으로써 금형에 의해 가압시에 경도를 높일 수 있도록 하고, 풀리의 외부륜 중 단턱을 형성시켜야 하는 부분에 대해서는 단이 낮아지는 부분으로서 가이드가 형성되는 부분에 대해서는 압력을 가할 수 있도록 밀폐를 시키고 그 이외의 외부륜으로 형성되는 부분에 대해서는 역시 브릿지부가 밀폐되어 펀치에 의해 가압이 될 때 원 소재가 소성변형을 일으켜 단턱을 형성함과 동시에 외부륜을 형성시킬 수 있도록 일정한 공간을 두어 개방을 시킨 후에 냉간단조를 하는 것이 바람직하다. The bridge part where the outer ring and the inner ring are connected is completely sealed and cold forged to increase the hardness when pressurized by the mold, and the step is low for the part where the step of the outer ring of the pulley should be formed. Sealing part is sealed so that pressure can be applied to the part where the guide is formed, and the part that is formed by the outer ring is also sealed, and the raw material causes plastic deformation when pressurized by the punch. At the same time, it is preferable to cold forge after opening to a certain space so as to form the outer ring.

이러한 부분개방에 의한 냉간단조를 통해 풀리에 요구되는 브릿지부의 경도(HRB 80 이상)를 냉간단조에 의해 생산된 풀리 수준 정도로 확보하면서도, 경도가 필요한 부분에 대해서는 밀폐에 의한 냉간단조를, 경도가 이미 확보되어 있거나 높은 경도가 필요하지 않은 부분에 대해서는 금형으로 압력을 가할 때 일정한 여유공간을 주어 자유로이 소성변형을 일으킬 수 있도록 부분개방에 의한 냉간단조를 함으로써 냉간단조시 요구되는 압력 부하를 줄이고 설비용량증가에 대한 문제점을 해결하였다. Cold forging by partial opening ensures the hardness of the bridge part (HRB 80 or more) required for the pulley to the level of the pulley produced by cold forging. For parts that are secured or do not need high hardness, cold forging by partial opening is given to give a certain clearance when pressurizing the mold to freely cause plastic deformation, thereby reducing the pressure load required for cold forging and increasing equipment capacity. Solved the problem.

이와 같은 이유로 부분개방냉간단조공정은 1600톤의 압력을 가하여 시행하는 것이 바람직한데, 통상적인 냉간단조에서는 2500톤 이상의 압력을 가해야 하는 것과 비교해 볼 때 비교적 낮은 압력을 가하여도 냉간단조가 가능하므로 냉간단조 설비에 드는 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다. For this reason, the partial open cold forging process is preferably carried out by applying a pressure of 1600 tons. In a typical cold forging, cold forging is possible even if a relatively low pressure is applied as compared with a pressure of 2500 tons or more. There is an advantage in that the cost of forging equipment can be reduced.

한편, 본 발명에 의한 복합단조를 이용한 풀리의 제조방법은 상기 밀폐열간단조공정과 상기 부분개방냉간단조공정 사이에 수행되는 공정으로, 상기 열간단조성형체에 대해 피어싱을 하는 공정 및 상기 피어싱을 마친 성형체의 외면에 형성되어 있는 스케일을 제거하기 위한 스케일제거공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the manufacturing method of the pulley using the composite forging according to the present invention is a process performed between the closed hot forging process and the partial open cold forging process, the process of piercing the hot forging molded body and the molded body finished the piercing Characterized in that it further comprises a descaling process for removing the scale formed on the outer surface of the.

즉, 상기 밀폐열간단조공정을 거친 후 형성되는 열간단조형성체에는 부분적으로 피어싱을 할 필요가 있는 경우도 있으며 그 표면에 스케일이 형성되어 있을 수 있으므로 이러한 스케일을 제거하는 후처리 공정을 거쳐서 표면을 매끄럽게 다듬어 냉간단조에 적합한 상태로 만드는 것이 바람직하다.That is, the hot forging formed after the closed hot forging process may need to be partially pierced, and since the scale may be formed on the surface, the surface may be subjected to a post-treatment process to remove the scale. It is desirable to smooth it and make it suitable for cold forging.

아울러, 본 발명에 의한 복합단조를 이용한 풀리의 제조방법은 상기 스케일제거공정 이후 상기 부분개방냉간단조공정 이전에 수행되는 공정으로, 스케일 제거공정을 거친 성형체의 외면에 피막을 형성시키는 윤활처리공정을 더 포함하는 것을 또 다른 특징으로 하고 있다.In addition, the method of manufacturing a pulley using the composite forging according to the present invention is a step performed after the scale removing step and before the partial open cold forging step, and a lubricating step of forming a film on the outer surface of the molded body subjected to the scale removing step. It is another feature to include more.

이러한 윤활처리공정은 냉간단조시 고압에 의해 금형의 다이나 펀치에 재료가 붙는 것을 방지하기 위한 공정으로서, 재료표면에 인산피막을 만들어 이것과 금속비누를 피응시켜 지방산을 화학적으로 부착시키는 피막형성법이 많이 이용되고 있다.This lubrication process is to prevent the material from adhering to the die or punch of the mold due to the high pressure during cold forging. There are many film forming methods for chemically attaching fatty acid by making phosphate film on the material surface and applying metal soap to it. It is used.

본 발명에 의한 복합단조에 의한 풀리의 제조방법에 의하면, 통상적인 열간단조나 냉간단조와 비교하였을 때 열간단조성형체를 만들 때 미리 풀리의 홈형성부와 대응되는 부분을 일정한 깊이로 함몰되게 형성시킴으로써 그 함몰된 부피만큼 투입되는 소재를 절감할 수 있어 단위 풀리당 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다. According to the method of manufacturing a pulley by a composite forging according to the present invention, when forming a hot forging molded body compared with conventional hot forging or cold forging, by forming a recess corresponding to the groove forming part of the pulley to a predetermined depth in advance Since the input material can be reduced by the amount of the recessed volume, manufacturing cost per unit pulley can be reduced.

아울러 부분개방에 의한 냉간단조를 행함으로써 전체적으로 통상적인 냉간단조에서 요구하는 압력에 비해 낮은 압력에서도 냉간단조를 할 수 있으므로 고압 설비를 하지 않아도 되므로 설비비 절감을 통해 생산단가는 낮으나 생산된 풀리의 요구되어지는 부분의 기계적 특성이나 경도는 통상적인 냉간단조에 의해 생산된 풀리와 거의 동일한 수준의 풀리를 제조할 수 있게 하는 또 다른 효과가 있다.In addition, by performing cold forging by partial opening as a whole, cold forging can be performed even at a lower pressure than the pressure required for general cold forging. Therefore, high pressure equipment is not required. The mechanical properties or hardness of the losing part has another effect of making it possible to produce pulleys at almost the same level as pulleys produced by conventional cold forging.

이하, 본 발명의 내용과 실시예를 첨부된 도면을 이용하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the content and embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 복합단조를 이용한 풀리의 제조방법에 대한 전체공정을 나타낸 공정도이다.1 is a process chart showing the overall process for the manufacturing method of the pulley using the composite forging according to the present invention.

봉 형태의 원 소재(S100)를 준비한 후에 원 소재를 형성시켜야 하는 풀리의 내·외부륜의 높이와 경도를 감안하여 두께를 적당히 조절한 후 절단하는 절단공정을 거치게 되며(S200), 이러한 절단공정을 거친 후에 원 소재는 1000~1200℃로 가열시키는 가열공정(S300)을 거친 후 이를 열간단조를 위한 금형에 투입하여 밀폐열 간단조공정(S400)을 행하게 된다. 이러한 열간단조공정을 거친 후에는 필요에 따라 피어싱 공정(S500) 및 스케일제거공정(S600)을 거쳐 냉간단조를 하기 위한 준비를 하게 되며, 냉간단조시에 재료와 금형과의 금속접촉을 피하기 위해 윤활처리공정(S700)을 거치게 하는 것이 바람직하다. 이렇게 후처리 공정을 모두 거친 열간단조성형체는 이후 금형기에 투입되어 1600 톤의 압력으로 냉간단조공정을 거치게 되는데, 필요한 부분에 대해 부분적으로 경도를 강화시켜 풀리 전체의 경도의 균일화를 확보하면서도 필수적으로 요구되는 경도를 확보하기 위해서는 부분개방냉간단조공정(S800)을 행하게 된다. 이렇게 냉간단조공정을 거친 풀리는 외부륜의 외측면에 절삭가공을 통해 추가적으로 홈을 형성시켜서 풀리를 완성하게 된다. After preparing the rod-shaped raw material (S100) and taking into account the height and hardness of the inner and outer rings of the pulley to form the raw material, the cutting process is performed after cutting the thickness appropriately (S200), such a cutting process After passing through the raw material is subjected to a heating step (S300) for heating to 1000 ~ 1200 ℃ and put it into a mold for hot forging to perform a closed heat simple forging process (S400). After the hot forging process, it is prepared for cold forging through the piercing process (S500) and the scale removal process (S600) as necessary, and lubricated to avoid metal contact between the material and the mold during cold forging. It is preferable to go through the treatment step (S700). The hot forging molded body after all the post-treatment process is then put into the mold and subjected to the cold forging process at a pressure of 1600 tons. It is necessary to secure the uniformity of the entire pulley by partially strengthening the hardness of the required part. In order to secure the hardness is to be performed a partial open cold forging step (S800). The cold forging process through the cold forging process is to form an additional groove through the cutting process on the outer surface of the outer ring to complete the pulley.

도 2는 기존에 실시되고 있는 열간단조 및 냉간단조를 거친 풀리의 일측 단면과 본 발명에 따른 밀폐열간단조를 거친 열간단조성형체 및 부분개방냉간단조를 거친 풀리의 단면을 최종적으로 정삭가공되는 풀리의 형태와 각각 비교하여 나타낸 비교도이다.2 is a cross-sectional view of a pulley that is finally finished in one side cross section of a conventional pulley undergoing hot forging and cold forging, and a cross section of a hot forging formed through a closed hot forging and a partial open cold forging according to the present invention. It is the comparison drawing shown in comparison with a form, respectively.

(a)는 열간단조에 의해 생산되는 풀리의 단면형상을, (b)는 냉간단조에 의해 생산되는 풀리의 단면 형상을, (c)는 복합단조 중 밀폐열간단조를 거친 성형체의 단면 형상을, (d)는 복합단조 중 부분개방냉간단조를 거친 풀리의 단면 형상을 나타낸 것이다. 본 도면에서는 점선으로 표현된 부분이 최종적으로 만들어지는 풀리의 일측 단면도 형상을 나타낸 것이고, 실선으로 표현된 부분이 단조공정만을 거친 후에 생성된 풀리의 일측 단면도의 형태를 나타낸 것이다.(a) is the cross-sectional shape of the pulley produced by hot forging, (b) is the cross-sectional shape of the pulley produced by cold forging, (c) is the cross-sectional shape of the molded body which has undergone closed hot forging among composite forgings, (d) shows the cross-sectional shape of the pulley which has undergone the partial open cold forging in the composite forging. In this figure, the part shown by the dotted line shows the cross-sectional shape of one side of the pulley finally made, and the part represented by the solid line shows the form of the cross section of one side of the pulley generated after only the forging process.

이러한 비교도에 의하여 통상적인 열간단조나 냉간단조와 비교해 볼 때 밀폐열간단조공정을 통하여 열간단조성형체를 형성시킬 때 풀리의 외부륜에 형성되는 홈형성부에 대응되는 부분에 미리 일정한 깊이로 함몰되게 형성시키면 그 함몰된 부분의 부피만큼 원 소재를 투입하지 않아도 되며, 이러한 원 소재 투입량을 줄이게 되면 가열공정에 드는 비용 및 원 소재 구입비용을 절감할 수 있으므로 이후 추가적으로 냉간단조를 한다 하더라도 단위 풀리당 생산단가를 열간단조만 하는 수준으로 현저하게 떨어뜨릴 수 있다. 따라서 밀폐열간단조를 할 때 풀리의 외부륜 외측에 형성되어 있는 홈형성부에 대응되는 부분을 일정한 깊이로 함몰시켜 열간단조성형체를 형성시키는 것이 통상적인 냉간단조에 의한 풀리의 제조방법과 비교할 때 기계적 특성 즉 경도는 냉간단조에 의한 풀리와 동일하면서도 단위 풀리당 가격은 통상적 냉간단조에 의한 단위 풀리당 가격보다 통상 27% 이상 낮출 수 있게 된다. In comparison with the conventional hot forging or cold forging, the comparison degree is to be recessed to a predetermined depth in the portion corresponding to the groove forming part formed in the outer ring of the pulley when forming the hot forging molded body through the closed hot forging process. If formed, the raw material does not need to be added as much as the volume of the recessed portion. Reducing the input amount of raw material can reduce the cost of the heating process and the raw material purchase cost. The unit price can be significantly reduced to the level of hot forging only. Therefore, in the case of closed hot forging, forming a hot forging molded body by recessing a portion corresponding to the groove forming part formed on the outer side of the outer ring of the pulley to a certain depth in comparison with a conventional method of manufacturing a pulley by cold forging. In other words, the hardness is the same as the pulley by cold forging, but the price per unit pulley can be lowered by 27% or more than the price per unit pulley by conventional cold forging.

도 3은 부분개방냉간단조를 하는 경우에 개방을 하는 부분과 밀폐를 하는 부분을 구별하여 나타낸 풀리의 일측에 대한 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view of one side of the pulley that distinguishes between the part to open and the part to seal in the case of partial open cold forging.

통상적인 냉간단조 수준이상의 경도를 요하는 부분인 브릿지부(20)에 대해서는 전면적으로 밀폐냉간단조를 시행하여 경도가 90 HRB 이상이 되도록 하되, 제품의 변형을 방지하기 위하여 전체 풀리의 내부륜 상부 중 일정한 국소 부분 3~4군데에 대해서만 구속하여 밀폐시킨 후 냉간단조를 하는 내부륜(10)에 대해서는 부분개방냉간단조를 행하게 되며, 외부륜(30)에 대해서는 단턱(32)을 형성시키되 풀리의 외부에 형성되는 홈형성부(31)에 인접한 부분으로서 낮게 형성되어야 하는 부분에 대해서는 차후 풀리에 장착되는 벨트를 일정한 위치에 있게 하는 가이드(33)가 형성되는 부분이므로 이러한 형상을 미리 확보한 후에 냉간단조를 하되 그 이외의 부분에는 그 정도의 형상을 요하는 것은 아니므로 개방시켜 냉간단조를 행함으로써 전체적으로 냉간단조에 필요한 압력을 1600톤 수준 정도로 떨어뜨려 시행할 수 있게 된다. For the bridge part 20, which is a part requiring hardness above the level of cold forging in general, the closed cold forging is performed on the entire surface to have a hardness of 90 HRB or more, and to prevent deformation of the product, After confining and sealing only three to four local portions, partial open cold forging is performed for the inner ring 10 for cold forging, and the step 32 is formed for the outer ring 30, but the outside of the pulley is formed. The portion adjacent to the groove forming portion 31 formed in the groove portion 31 is formed in the guide 33 is formed so that the belt to be mounted on the pulley at a later position for the portion to be formed in the cold forging after securing this shape in advance However, since it does not require the shape of other parts, cold forging is performed by opening and cold forging as a whole. John dropped the pressure level of about 1,600 tons disappointed is able to enforce.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.As described above, the present invention has been described only with respect to specific examples, but it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical spirit of the present invention based on the above specific examples. And modifications belong to the appended claims.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 풀리 10 : 내부륜 1: pulley 10: inner ring

20 : 브릿지부 30 : 외부륜 20: bridge portion 30: outer ring

31 : 홈형성부 32 : 단턱 31: groove forming portion 32: step

33 : 가이드 33: guide

Claims

절단기를 이용하여 풀리를 형성시키기 위한 적정한 두께로 원 소재를 절단하는 절단공정과;A cutting step of cutting the raw material to an appropriate thickness for forming a pulley using a cutter;

상기 절단공정을 통해 절단된 철강재료를 1000~1200℃로 가열하는 가열공정과;A heating step of heating the steel material cut through the cutting process to 1000 to 1200 ° C;

상기 가열공정을 거친 철강재료를 풀리의 외부륜 중 홈형성부에 대응되는 부분이 풀리 중심부를 향하여 일정한 깊이로 함몰 형성되도록 밀폐열간단조를 시켜 열간단조성형체를 생산하는 밀폐열간단조공정과;A closed hot forging step of producing a hot forging molded body by performing a closed hot forging so that a portion of the outer ring of the pulley corresponding to the groove forming part of the outer ring of the pulley is formed at a predetermined depth toward the center of the pulley;

상기 열간단조공정을 거친 열간단조성형체에 대해 그 재료의 변형량 및 소성정도를 고려하여 풀리의 구성부 중 일부분에 대해서는 밀폐하고 그 이외의 부분에 대해서는 개방하여 냉간단조를 하는 부분개방냉간단조공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합단조를 이용한 풀리의 제조방법.A part-opening cold forging process in which the hot forging molded product subjected to the hot forging process is sealed for a part of the components of the pulley and opened for other parts in consideration of the deformation amount and the degree of plasticity of the material; Method for producing a pulley using a composite forging, characterized in that made.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 부분개방냉간단조공정은, The partial open cold forging process,

풀리의 내부륜을 이루는 부분에 대해서는 그 상부 중 일부 부분에 대해서만 밀폐하여 구속하고 나머지 부분은 개방을 시키며, For the part forming the inner ring of the pulley, only part of the upper part is sealed and restrained, and the other part is opened.

풀리의 외부륜과 내부륜이 연결되는 브릿지부에 대해서는 밀폐를 시키고, Seal the bridge that connects the outer and inner rings of the pulley,

풀리의 외부륜 중 홈형성부에 인접한 가이드가 형성되는 부분에 대해서는 밀 폐를 시키고 단턱이 형성되는 부분에 대해서는 개방을 시킨 상태에서 냉간단조를 하는 것을 특징으로 하는 복합단조를 이용한 풀리의 제조방법.A method for manufacturing a pulley using a composite forging, characterized in that forging is performed in a state where the guide adjacent to the groove forming part of the outer ring of the pulley is formed and the opening is opened for the portion where the step is formed.

제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,

상기 밀폐열간단조공정과 상기 부분개방냉간단조공정 사이에 수행되는 공정으로, 상기 열간단조성형체에 대해 피어싱을 하는 공정 및 상기 피어싱을 마친 성형체의 외면에 형성되어 있는 스케일을 제거하기 위한 스케일제거공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합단조를 이용한 풀리의 제조방법.A process performed between the closed hot forging process and the partial open cold forging process, the process of piercing the hot forging molded body and the scale removing process for removing the scale formed on the outer surface of the finished body pierced Method for producing a pulley using a composite forging, characterized in that it further comprises.

제3항에 있어서,The method of claim 3,

상기 스케일제거공정 이후 상기 부분개방냉간단조공정 이전에 수행되는 공정으로, 스케일 제거공정을 거친 성형체의 외면에 피막을 형성시키는 윤활처리공정을 더 포함하는 것을 특징을 하는 복합단조를 이용한 풀리의 제조방법.After the descaling step and before the partial open cold forging step, the method for producing a pulley using a composite forging, characterized in that it further comprises a lubricating process for forming a film on the outer surface of the molded body subjected to the descaling process .