심리스 압연 링 단조의 역학 이해
링 유형 단조, 특히 심리스 압연 링 프로세스는 고강도 원형 부품을 만드는 데 사용되는 특수 제조 기술입니다. 막대를 구부려 끝부분을 접합하여 형성되는 용접 링과 달리 이음매 없는 링은 견고한 금속 "도넛"에서 시작하는 공정을 통해 생산됩니다. 이 프리폼은 메인 롤, 아이들러 롤, 축 콘을 포함한 일련의 롤러 사이에서 강한 압력을 받아 벽 두께가 감소하고 직경이 증가합니다. 이러한 기계적 변형으로 인해 금속의 입자 흐름이 원주 방향으로 향하게 되어 뛰어난 구조적 완전성과 피로 저항성을 제공합니다.
링 강도에서 입자 흐름의 역할
원심 주조나 판재 가공에 비해 링형 단조의 주요 장점은 연속적인 입자 흐름이 가능하다는 것입니다. 압연 과정에서 금속의 내부 결정 구조는 링의 윤곽을 따르도록 재정렬됩니다. 이를 통해 취약한 부분이 제거되어 충격과 고압 환경에 대한 구성 요소의 탄력성이 훨씬 향상됩니다. 항공우주, 석유 및 가스와 같은 산업의 경우 이러한 방향 강도는 타협할 수 없는 안전 요구 사항입니다.
단조 링의 핵심 소재 선택
다양성 링형 단조 광범위한 철 및 비철 합금을 사용할 수 있습니다. 올바른 재료를 선택하는 것은 최종 응용 분야의 열적, 화학적, 기계적 요구 사항에 따라 달라집니다. 탄소강은 일반 산업용 플랜지에 주로 사용되는 반면, 초합금은 터빈 엔진의 극심한 열을 견디는 데 사용됩니다.
| 소재 카테고리 | 공통 등급 | 기본 애플리케이션 |
| 탄소강 | A105, 1045 | 배관 플랜지 및 기어 |
| 합금강 | 4140, 4340 | 중장비 베어링 |
| 스테인레스 스틸 | 304L, 316L, 17-4PH | 식품 가공 및 해양 |
| 초합금 | 인코넬 718, 하스텔로이 | 제트 엔진 구성 요소 |
단계별 제조 워크플로
링 단조의 정밀도는 열적 및 기계적 단계의 제어된 순서를 통해 달성됩니다. 최종 링이 치수 공차 및 야금 표준을 충족하는지 확인하기 위해 각 단계를 모니터링해야 합니다.
- 당황스러운: 시작 잉곳 또는 빌렛을 단조 온도까지 가열하고 수직으로 압축하여 높이를 줄이고 직경을 늘립니다.
- 피어싱: 펀치는 뜨거운 금속의 중앙을 통과하여 구멍을 만들어 "도넛" 또는 속이 빈 프리폼을 형성합니다.
- 링 롤링: 프리폼은 아이들러 롤 위에 배치되고 드라이버 롤 쪽으로 이동됩니다. 롤이 회전함에 따라 벽 두께가 압축되어 링의 직경이 확장됩니다.
- 열처리: 원하는 경도와 연성을 얻기 위해 어닐링, 담금질 또는 템퍼링과 같은 단조 후 공정이 적용됩니다.
산업 응용 및 이점
링형 단조는 부품 고장이 용납되지 않는 분야에서 선호됩니다. 이 공정은 단단한 블록을 가공하는 것에 비해 재료 낭비를 최소화하므로(중심 구멍에서 많은 양의 스크랩이 발생함) 원형 부품의 대량 생산을 위한 비용 효율적인 솔루션이기도 합니다.
단조 반지의 주요 장점
- 높은 압력 공차: 심해 석유 시추에 사용되는 RTJ(Ring Type Joint) 플랜지에 이상적입니다.
- 우수한 표면 마감: 압연 공정은 개방형 단조보다 더 부드럽고 균일한 표면을 만드는 경우가 많습니다.
- 치수 정확도: 최신 CNC 제어 링 밀은 엄격한 공차를 유지하여 광범위한 2차 가공의 필요성을 줄여줍니다.
- 경제적 효율성: 거의 순형에 가까운 생산으로 원자재 비용이 절약되며, 특히 티타늄과 같은 값비싼 합금을 사용할 때 더욱 그렇습니다.
