일반기술

용사 복제에 의한 금형 제조 방법

○ 기술발명의 목적: 금형을 단순한 공정으로 신속히 제조하는 방법○ 기술 요약 및 특징: 본 발명은 금형을 사용하여 생산하게 될 제품과 동일한 표면 형상을 갖는 모형의 표면부를 용사 복제하여 금형을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 금형의 제조방법은, 금형을 사용하여 제조하게 될 최종 제품의 형상과 동일한 모형을 준비하는 단계와, 모형 상에 적당한 금형재료를 용사하여 금형의 표면 형상을 0.5-50mm 두께로 복제하는 단계와, 충진하기 전에 용사층의 뒷면에 금형의 온도를 정밀하게 제어할 수 있도록 냉각용 동관과 예열용 전열선 및 온도 측정용 열전대를 매몰 설치하는 단계와, 상기 용사층에 금형재료보다 값이 싸거나 가벼운 적당한 충진용 금속 분말을 충진하고 소결하는 단계 또는 상기 용사층에 적당한 충진용 합금을 용해 주조하여 금형을 제조하는 단계를 포함한다. 충진이 완료되고 모형과 용사층을 분리하면 금형이 완성된다. ○ 색인어: 금형, 용사, 금형제조, 금형가공본 발명은 금형을 사용하여 생산하게 될 제품의 형상을 흑연 등의 쾌삭재료나 성형이 용이한 재료로 제조하거나 기존의 완성품을 이용하여 제조한다. 생산하게 될 제품의 앞면과 뒷면의 중간에서 분할면으로 분리하고 이것을 모형으로 사용한다. 이 모형의 표면부에 크롬몰리브덴강, 공구강, 알루미늄청동 등 내마모성 용사재료를 용사총을 사용하여 용사하여 제품의 표면 형상을 복제한다. 복제한 용사층 뒷면의 공간에 금속 분말을 사용하여 충진하고 가압 소결하거나 적당한 합금을 용해 주조하여 충진하여 모형의 표면 복제면과 충진층으로 구성된 금형이 완성된다. 금형 표면의 정밀도는 용사에 사용한 모형표면의 정밀도와 거의 같게 된다. 용사층이 0.5-5mm 두께가 되도록 용사한 후 금형의 냉각을 위하여 동관이나 스텐인리스관을 용사층 상에 배치하고 금형의 예열이 가능하도록 내열 제료로 절연한 전열선을 냉각관 사이에 배치한다. 또한 금형의 온도를 측정할 수 있도록 열전대를 용사층의 적당한 위치에 배치한다. 상기와 같은 배치가 끝난 후 알루미늄 합금이나 동합금 또는 철합금 분말이나 용탕으로 용사층상에 적당한 두께로 충진하여 금형제조를 완료한다. 플라스틱 사출용 금형과 같이 심한 하중을 받지 않는 경우에는 내부를 알루미늄 합금 등의 경량합금으로 충진하여 금형을 경량화 할 수 있다.본 발명의 방법으로 제조한 금형을 이용하여 알루미늄 합금제 펜던트를 주조하여 모형의 정밀도와 거의 동일한 완제품을 제조할 수 있다. 제조한 금형의 열충격성을 조사하기 위하여, 400℃와 실온으로 50회에 걸쳐 반복 급가열-급냉각 처리하여도 금형의 형상변화나 금형표면부 용사층과 충진층 사이의 박리나 휨 등의 결함이 발생하지 않는다.