단조 플랜지 생산 공정 상세 설명

단조 플랜지는 단조 공정을 통해 생산되는 플랜지 부품으로, 주조 플랜지에 비해 탄소 함량이 낮고 녹이 슬지 않으며 조직이 치밀하고 기계적 성능이 우수하지만 비용이 더 높습니다. 단조 공정은 플랜지 내부 조직이 균일하고 기공이나 개재물 등의 결함이 없도록 보장하여 고압, 고강도 적용 환경에 적합합니다. 생산 공정은 일반적으로 원자재 준비, 가열, 단조, 열처리, 기계 가공 및 검사 등의 단계를 포함합니다. 플랜지의 크기, 배치 및 정밀도 요구 사항에 따라 자유 단조, 금형 단조 또는 템플릿 단조 등의 방법을 사용할 수 있습니다. 다음은 업계 표준 및 일반적인 생산 관행을 기반으로 한 상세한 공정 흐름 설명입니다.

1. 원자재 입고 및 검사

단계 설명: 먼저 원자재(예: 스테인리스강, 탄소강 또는 합금강 봉재, 판재 또는 강괴)가 공장에 입고됩니다. 재료는 국가 표준(예: GB/T 9112-2010 등)을 준수해야 합니다.

핵심 작업: 화학 성분 분석, 기계적 성능 테스트 및 외관 검사를 수행하여 균열, 개재물 등의 결함이 없는지 확인합니다. 합격 후 창고에 보관합니다.

목적: 재료 품질을 보장하고 후속 결함을 방지합니다.

2. 재료 절단(절단)

단계 설명: 플랜지 설계 사양(예: 직경, 두께)에 따라 톱질, 전단 또는 플라즈마 절단 등의 방법을 사용하여 원자재를 필요한 빌릿으로 절단합니다.

핵심 작업: 절단 시 단조 수축 및 기계 가공 손실을 보상하기 위해 단조 여유(일반적으로 5-10mm)를 고려해야 합니다. 대형 플랜지의 경우 판재 절단 또는 봉재 절단을 사용할 수 있습니다.

목적: 가열 및 단조에 적합한 빌릿 크기를 준비합니다.

3. 가열

단계 설명: 절단된 빌릿을 가열로에 넣고 단조 온도(일반적으로 탄소강 950-1250℃, 스테인리스강 800-1100℃, 재료에 따라 다름)로 가열합니다.

핵심 작업: 중주파로 또는 가스 가열로를 사용하여 균일하게 가열하고 과열 또는 탈탄을 방지합니다. 가열 시간은 빌릿 크기에 따라 다릅니다.

목적: 재료를 부드럽게 하고 가소성을 높여 후속 성형을 용이하게 합니다.

4. 단조 성형

단계 설명: 가열된 빌릿을 단조 장비에 놓고 변형시킵니다. 이것은 핵심 단계이며 방법에 따라 자유 단조, 금형 단조 등으로 나뉩니다.

자유 단조: 소량, 다품종 플랜지에 적합합니다. 기본 공정은 다음과 같습니다.

업세팅(Upsetting): 축 방향으로 빌릿을 압축하여 높이를 줄이고 단면적을 늘려 디스크형 플랜지에 사용합니다.

드로잉 아웃(Drawing Out): 빌릿 길이를 늘리고 단면적을 줄여 축 부품에 사용합니다.

펀칭(Punching): 펀치를 사용하여 구멍이나 블라인드 홀을 뚫어 플랜지 중심 구멍을 형성합니다.

벤딩(Bending): 빌릿을 지정된 각도로 구부립니다.

트위스팅(Twisting): 빌릿 부분을 회전시켜 특정 모양을 만듭니다.

커팅(Cutting): 불필요한 재료를 제거합니다.

금형 단조: 대량, 고정밀 플랜지에 적합합니다. 빌릿을 금형에 넣고 단조하며, 예비 단조, 최종 단조, 스킨 연결, 트리밍 등이 포함됩니다. 장비는 금형 단조 해머, 열간 금형 단조 프레스 등입니다.

템플릿 단조: 자유 단조와 금형 단조 사이에 있으며 간단한 금형을 사용하여 보조합니다.

핵심 작업: 단조 시 온도, 변형량 및 해머링 힘을 제어하여 결정립이 거칠어지거나 균열이 생기는 것을 방지합니다. 대형 플랜지 링의 경우 분할 가공이 필요할 수 있습니다. 정밀 벤딩, 끝단 제거, 용접 베벨, 원형으로 용접합니다.

목적: 플랜지 블랭크를 형성하고 내부 조직이 치밀하도록 보장합니다.

5. 단조 후 냉각 및 열처리

단계 설명: 단조 후 즉시 냉각(공냉, 수냉 또는 유냉)한 다음 노멀라이징, 어닐링, 담금질 및 템퍼링과 같은 열처리를 수행합니다.

핵심 작업: 균열을 방지하기 위해 냉각 속도를 제어합니다. 열처리 온도와 시간은 재료(예: 탄소강 노멀라이징 850-900℃)에 따라 조정합니다.

목적: 기계적 성능을 개선하고 내부 응력을 제거하며 결정립을 미세화합니다.

6. 기계 가공

단계 설명: 단조품을 가공 작업장으로 보내 선반, 밀링 머신 등의 장비를 사용하여 외형, 평면 및 밀봉면을 정밀 가공합니다.

핵심 작업: 가공 공차는 표준(예: ANSI B16.5)을 준수하고 표면 거칠기는 Ra1.6-6.3μm입니다.

목적: 정확한 치수와 표면 조도를 달성합니다.

7. 드릴링

단계 설명: 드릴 프레스 또는 CNC 공작 기계를 사용하여 플랜지에 장착 구멍(예: 볼트 구멍)을 뚫습니다.

핵심 작업: 구멍 위치 정확도가 높고 구멍 직경과 간격이 설계 도면을 준수합니다.

목적: 플랜지 연결을 용이하게 합니다.

8. 검사 및 비파괴 검사

단계 설명: 치수 측정, 경도 테스트, 초음파 탐상(UT), 자분 탐상(MT) 또는 방사선 탐상(RT)을 수행합니다.

핵심 작업: 내부 결함, 표면 균열을 검사하여 국가 표준을 준수하는지 확인합니다.

목적: 제품 품질을 보장하고 합격률은 일반적으로 99% 이상이어야 합니다.

9. 마킹 및 포장

단계 설명: 강철 스탬프로 사양, 재료, 배치 번호 등의 정보를 표시한 다음 녹 방지 페인트를 칠하고 포장합니다(나무 상자 또는 팔레트).

핵심 작업: 마킹이 명확하고 포장이 방습 및 충격 방지 기능이 있어야 합니다.

목적: 추적 및 운송을 용이하게 합니다.

주의 사항 및 변형

맞대기 용접 플랜지 특정 공정: 먼저 세로로 단조하여 단면적을 늘린 다음 길이를 늘리고 마지막으로 수직으로 구멍을 뚫습니다.

대형 플랜지 링: 크기가 크기 때문에 분할 벤딩 및 용접 성형이 필요할 수 있습니다.

다른 플랜지 유형과의 비교: 단조 플랜지는 주조 플랜지(기공이 생기기 쉬움)보다 강도가 높지만 용접 플랜지만큼 유연하지 않습니다. 생산 시 폐가스 처리와 같은 안전 및 환경 보호에 주의해야 합니다.

장비 예: 단조 해머, 가열로, CNC 선반, 탐상기 등.

전체 공정 주기는 규모에 따라 다르며, 소량은 며칠, 대량은 몇 주가 걸립니다. 실제 생산에서는 특정 표준(예: 국가 표준, 미국 표준)에 따라 매개변수를 조정할 수 있습니다.