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[3] 특수압출(교과서 p.232)
(1) 충격압출(impact extrusion):
Zn, Pb, Sn, Al, 및 Cu와 같은 연질금속을 die에 놓고 punch로 충격을 가함으로써 치약 tube나 약품의 용기,
건전지 case 등을 제작하는데 이용되는 방법인데, 간접압출과 유사하다.
tube의 두께는 punch와 die의 간극에 의하여 정해 지며, punch와 die의 동심도가 중요하다.
보통
☞ crank press가
사용되며, 대부분의 비철금속은 수직식 press에서 1초에 2개 정도의 압출을 할 수 있는
냉간압출의 일종이다. 후술할
☞ deep drawing에
비하여 공정이 많이 단축되고 가공이 신속하다.
die와 punch 사이의 마찰을 적게 하기 위하여 die의 깊이를 작게 하고, Zn에 대하여 지름 60mm,
Sn에 대하여 75mm, Al에 대하여 130mm , 깊이는 지름의 4 ~ 6배, 지름의 1/200까지의 최소두께를
갖는 압출제품을 얻을 수 있다.
충격압출의 animation
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후방충격압출
(backward impact extrusion,
indirect impact extrusion,
reverse impact extrusion)
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전방충격압출
(forward impact extrusion,
direct impact extrusion)
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복합충격압출
(combined impact extrusion)
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(2) 정수압출(靜水壓出; hydrostatic extrusion):
container와 billet 사이의 마찰이 문제가 될 때에는 그림과 같이 billet을 기계가공하여 die에 끼우고 container에 액체를
채워 press로 가압하여 어느 이상의 압력에 달하면 압출되기 시작한다. 정수압출은 일반적으로
실온에서 행하여지며, 윤활성이 좋고 온도 상승과 고압이 점도에 미치는 영향이 적은
식물성유가 많이 사용된다.
이 방법의 특징은 다음과 같다.
장점
- billet이 container와 유체마찰을 하여 압출력이 감소한다.
- 취성재료의 압출도 가능하다,
- 실온(室溫)에서 가공이 가능하다.
단점
- 설치의 복잡성과 경험을 요하므로 공업적 응용에 제한을 받는다.
- 고압을 요한다.
정수압출
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(2) 분말압출(粉末壓出):
분말을 가열하여 회전 screw로 압출한 후 공기 또는 물로 냉각하여 압출을 완료한다. 일반 소결 제품보다 연성, 강도 및 인성
등의 기계적 성질이 양호하고, 열 및 전기 전도성도 크다.
분말압출기
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(3) 기타 압출:
아래 그림은 압출에 의하여 전기 cable에 연피복(鉛被覆)을 하는 예이다.
압출에 의한 전기 cable의 피복
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[4] 압출제품의 결함
소재의 조건과 가공조건에 따라서 압출제품의 품질에 영향을 주는 결함이 생길 수 있다.
온도가 너무 높거나 압출속도 및 마찰이 크면 표면온도가 상승하여 표면에 균열(surface crack)과
뜻김(surface tear)이 발생할 수 있으며, 이는 특히 Al, Mg, Zn 등의 압출에서
결정입계에 발생하고 적열취성에 기인하는 경우가 많다.
표면균열은 온도가 낮을 때에도 생길 수 있는데, 이것은 die에 소재가 주기적으로 응착하기 때문이다.
billet 길이의 2/3 정도가 압출된 후에는 billet 표면이 산화막과 함께 중심으로 유동되어 압출될 수 있어
내부에 결함이 생길 수 있으며, 이 때 생긴 구멍을 pipe defect, 균열을 center crack이라 한다.
이들 결함을 방지하기 위한 방법으로 다음의 조치를 한다.
- billet의 2/3 정도가 압출되었을 때 잔류재료를 제거한다.
- 황동 등의 압출에서는 압판의 지름을 container의 지름보다 작게 하여 산화피막이 있는 표면재료는
container에 잔류하도록 한다.
- 압출 전에 billet 표면을 기계가공하여 제거한다. 가열시 기계가공한 표면에 다시 산화막이 생기지 않도록
하여야 한다.
선단(先端)은 압출압력이 상대적으로 낮은 상태에서 압출되어 다른 부분보다 강도가 낮으므로 큰 강도를
요하는 제품에서는 압출 후 처음에 압출된 부분은 절단해내는 것이 좋다.
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압출비와 강도
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