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작성자 : 최고관리자
작성일 : 2014-11-05 조회 : 1,823
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(1) 소성가공 및 소성변형
금형공학을 배우는 데 있어서 가장 기초적인 부분은 소성가공 및 소성변형이라 할 수 있다. 재료에 힘을 가하면 재료의 내부에 변형이 생긴다. 외력이 어느 정도 크게 되어 탄성한도(elastic limits)를 넘어서게 되면 외력을 제거해도 원래 모습으로 돌아오지 않고 변형이 남게 되는데, 이러한 성질을 소성(plasticity)이라고 한다. 금형공학은 소성을 이용하여 제품이 갖추어야 할 형상을 가공한다든지 조직을 미세한 결정으로 변화시켜 기계적 성질을 개선할 수 있다. 소성가공을 이용한 금형 제작에는 많은 장점이 있다. 소성가공은 재료의 이용률이 매우 높고 가공을 통한 제작시간이 짧아 대량생산에 적합하며, 기계적 성질이 높은 제품을 얻을 수 있다. 하지만 단점도 존재한다. 기계가공에 비해서 가공 정밀도가 낮고 생산 준비기간이 길어지게 된다.
(2) 응력 및 변형
금형공학의 기초가 되는 소성가공에도 중요한 요소들이 있다. 바로 응력(stress)과 변형(strain)이다. 응력은 재료에 외력을 가했을 때 그에 대응하여 재료 내부에 생기는 저항력을 말한다. 변형은 재료에 힘을 가하게 되면 재료에 응력이 발생하여 재료의 변형이 일어나는 것을 말한다. 외력의 크기가 탄성한도를 넘어가면 외력을 제거해도 변형이 남게 되는데, 이것을 영구변형(permanent set)이라고 한다. 소성가공은 재료를 영구변형시킨 것이다. 응력과 변형은 금형공학을 배울 때 가장 기본이 되고 가장 중요한 부분이다.
(3) 가공경화 및 시효경화
재료를 상온에서 소성가공하면 경도가 높아져 단단하게 되어 항복점(yield point)을 넘어서는 현상을 가공경화(work hardening) 또는 변형경화라고 한다. 가공경화는 가공 내용 및 재료에 따라 달라지며, 가공도가 높을수록 경도가 높고 가공경화성이 큰 재료를 소성가공을 할 때는 어닐링(annealing) 공정을 거친 후 가공을 계속하는 등 특수한 가공법이 필요하다.
시효경화(age hardening)는 시간이 경과함에 따라서 재료가 경화되는 성질을 의미한다. 시효경화가 빠른 재료는 공정이 많게 되고 시간이 많이 걸리는 소성가공에서는 시효경화에 의한 강도의 증가로 가공성이 나빠지므로 시효경화의 방지를 생각하면서 가공해야 한다.
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