In order to investigate the surface friction condition during metal forming process, step-by-step ring compression tests were carried out on rings of 5 different dimensions, made of fully annealed S25C steel and of Al1100-F aluminium. The experiments were conducted at room temperature for non-lubricated dry condition and for phosphate-coating-lubrication condition. Measurements were made on changes in dimension and on load exerted at each step of compression. The experimental data were compared with the theoretical analyses by Avitzur and by matrix method.
It was shown that the friction factor m can be obtained as a constant during the whole compression process by upsetting the ring step-by-step and refreshing the surface friction condition at each step. The comparison of experimental data with the theoretical analyses showed that the experimental friction measurement should be carried out on rings of smaller thickness that a 6:3:2 ring. The value of friction factor m was about 0.3-0.4 for non-lubricated dry condition and about 0.1 for phosphate-coating-lubrication condition.
금속성형중의 표면마찰상태의 측정을 위하여, 서로 다른 5가지의 초기형상비를 가진, 완전풀림처리된 S25C Steel 링과 Al1100F Aluminium링을 사용하여 링압축시험을 단계적으로 행하였다. 실험은 실온에서, 무윤활 건조상태인때와 인산염피막 윤활처리를 한 두가지 윤활 상태에 대해 이루어졌는데, 각 변형단계에서 형상변화량과 하중을 측정하였다.
실험에서 얻은 결과는 Avitzur 의 이론해석결과와 matrix 방법에 의한 이론해석 결과와 비교되었고, 압축과정을 단계적으로 행하면서 각 단계마다 표면윤활상태를 새롭게 함으로써 압축의 전과정을 통하여 일정한 friction factor m 의 값을 얻었다. 실험결과와 이론계산치의 비교에서 표면마찰상태의 측정을 위해서는 종래의 표준링 6 : 3 : 2 의 형상보다는 높이의 비가 더작은 6 : 3 : 1 또는 6 : 3 : 0.5 인 링을 사용하는것이 더 유효함을 밝혔다.
실험에서 얻은 friction factor m 의 값은 무윤활 건조상태인때는 m = 0.3 ~ 0.4 정도, 인산염피막 윤활처리를 한 경우는 $m \simeq 0.1$ 정도로 나타났다.
