압연 링 단조: 이음매 없는 링 공정, 공차 및 공급업체 점검

링은 일반적으로 금속이 만나는 곳에서 파손됩니다. 이는 용접 이음새일 수도 있고 트랙에서 곡물 흐름을 막는 절단 모서리일 수도 있습니다. 이러한 약점을 제거하기 위해 압연 링 단조가 존재합니다. 플레이트에서 링을 절단하거나 바 스톡에서 하나를 용접하는 대신, 프로세스는 구멍이 뚫린 도넛 모양의 프리폼으로 시작하여 재료가 전체 360도 주위의 연속적인 원주 곡물 흐름으로 압착될 때까지 롤링합니다.

결론이 먼저입니다. 나중에 재작업을 절약할 수 있기 때문입니다. 링이 토크, 내부 압력, 역방향 하중 또는 피로 듀티 사이클을 전달하는 경우 플라즈마 절단 플레이트 링보다 비용이 많이 들더라도 무봉제 롤링 링이 일반적으로 올바른 경로입니다. 부품이 응력이 낮은 스페이서이거나 평평한 덮개인 경우 롤링은 추가 단계를 수행할 가치가 거의 없습니다. 이 페이지의 나머지 부분에서는 프로세스 실행 방법, 위조된 것으로 예상되는 허용 오차, 구매 주문을 발행하기 전에 확인해야 할 사항에 대해 설명합니다.

무봉제 압연 링이 절단 또는 용접 링보다 뛰어난 이유

금속은 일단 가공되면 방향이 있습니다. 단조는 개재물과 입자 경계를 재료 흐름 방향에 맞게 정렬하고 링 롤링은 회전 링이 후프 응력을 전달하는 방향인 원주 주위에 정렬합니다. 봉사에는 세 가지 결과가 중요합니다.

• 용접 이음새가 없다는 것은 부품의 가장 큰 응력을 받는 부분에 열 영향을 받는 부분이 없고 용접 검사 요구 사항이 없다는 것을 의미합니다.
• 지속적인 후프 입자 흐름은 흐름이 직선으로 흐르고 단순히 절단 가장자리에서 멈추는 플레이트에서 절단된 링보다 더 나은 피로 저항과 더 나은 균열 저지 거동을 제공합니다.
• 압연 중 두께 변형을 통해 원래의 잉곳이나 블룸에서 남겨진 내부 다공성을 닫으므로 압연 링이 압력 유지 및 고부하 부품에 선호되는 이유입니다.

절단된 링은 자동으로 불량 부품이 아닙니다. 비구조적 스페이서, 가드 링 또는 일회성 수리 부품의 경우 플레이트에서 절단하는 것이 빠르고 저렴합니다. 비용이 많이 드는 실수는 단조 흐름 특성이 필요한 작업에 대해 절단 링을 지정한 다음 현장 오류 또는 초음파 검사에서 예상치 못한 거부를 통해 차이를 발견하는 것입니다.

압연 링 단조 순서, 단계별

링 롤링은 더 긴 단조 시퀀스의 후반부이며 전반부는 후반부가 얼마나 좋을 수 있는지를 결정합니다. 일반적인 경로는 다음과 같습니다.

1. 빌렛을 계산된 중량으로 자르고 제어되는 용광로에서 단조 온도까지 가열합니다.
2. 빌렛을 뒤집어 단면을 늘리고 주조 조직을 강화합니다.
3. 펀치로 뒤집힌 블랭크를 뚫어 흔히 도넛으로 묘사되는 속이 빈 프리폼을 만듭니다.
4. 메인 롤과 맨드릴 사이에 프리폼을 놓습니다. 메인 롤이 구동되고 맨드릴이 안쪽으로 눌려지며 직경이 커짐에 따라 벽이 얇아집니다.
5. 높이를 제어하고 링이 확장되는 동안 면을 정사각형으로 만들기 위해 축 또는 원추형 롤을 가져옵니다.
6. 최종 크기로 굴린 다음 냉각, 열처리, 기계 가공 및 검사를 제어합니다.

중요한 변수는 압하율이며, 이는 프리폼 벽에 비해 압연 중에 벽 두께가 얼마나 감소하는지를 의미합니다. 너무 얇게 피어싱되거나 너무 적은 감소로 롤링된 프리폼은 보어의 변형이 불충분하고 구조가 덜 균일할 수 있습니다. 너무 무거운 프리폼은 재료와 롤링 시간을 낭비합니다. 이것이 바로 링 롤링이 랙에 있는 빌렛에서 앞으로 계획되는 것이 아니라 완성된 부품에서 뒤로 계획되는 이유입니다.

방사형 축 밀은 대부분의 산업 작업을 처리하며, 수직 링 압연 밀은 링이 성장하는 동안 지지가 필요한 더 큰 직경의 경우 일반적입니다. 사이즈 범위가 넓습니다. 외부 직경이 약 200mm에서 최대 수 미터에 이르는 링도 동일한 원리로 만들어지며 벽 두께, 높이 및 기계 용량이 작업에 적합한 경로를 결정합니다.

링 생산 경로 비교

프로세스를 선택하기 전에 각 경로가 실제로 어디에서 성공하는지 확인하는 것이 도움이 됩니다. 아래 비교에서는 입자 흐름, 솔기 상태 및 재료 사용을 결정 기준으로 사용합니다.

부품이 플랜지 블랭크, 기어 링, 베어링 레이스 또는 풍력 터빈 기어박스 링인 경우 서비스 하중이 후프 방향으로 작용하고 흐름 라인이 응력이 있는 곳에서 끝나기 때문에 일반적으로 롤링이 더 나은 경로입니다.

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계획을 위한 공차 및 위조된 조건

압연 링은 가공 공차를 두고 압연된 상태로 공급되거나, 거친 가공 및 검증 가공된 링으로 공급됩니다. 단조 치수는 완성된 공차가 아닌 시작점이므로 수치는 직경, 벽 두께, 재료 및 롤링 패스 수에 따라 다릅니다. 아래 표는 도면에서 예상하고 확인할 수 있는 일반적인 범위를 나타냅니다.

두 가지 실용적인 사항이 이어집니다. 보어 청소는 일반적으로 링의 회수 가능 여부를 결정하기 때문에 항상 외부 직경보다는 보어에 대한 최소 가공 여유를 지정하십시오. 그리고 벽이 얇고 직경이 큰 링은 둥글게 유지하기가 가장 어려울 것으로 예상됩니다. 타원성은 구매자와 공급자 사이의 대부분의 불일치가 시작되는 곳입니다.

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링 단조품의 재료 및 열처리 선택

링 압연은 탄소강, 합금강, 스테인레스강, 니켈 합금 및 구리 합금에 적용되며 단조 온도 범위 내에서 재료를 뚫고 압연할 수 있습니다. 일반적인 선택 사항은 다음과 같습니다.

• 일반 구조용 링 및 스페이서용 탄소강 및 미세 합금강.
• 기어 링, 무거운 플랜지 및 고하중 허브용 4140 유형 등급과 같은 담금질 및 템퍼링된 합금강입니다.
• 단조 후 침탄 처리되는 기어 링의 표면 경화 등급입니다.
• 부식 및 위생 용도에는 316L과 같은 오스테나이트계 스테인리스강, 웨어링에는 420과 같은 마르텐사이트 등급이 사용됩니다.

열처리는 습관이 아닌 최종 특성 요구 사항에 따라 이루어져야 합니다. 노멀라이징은 가공, 담금질 및 템퍼링이 지정된 강도 및 인성 조합에 도달하기 전에 구조를 개선하며 오스테나이트 등급에는 용액 어닐링이 사용됩니다. 스테인레스 링에서는 단조 온도 범위와 냉각 경로가 모두 중요합니다. 잘못된 조합으로 인해 후속 가공을 아무리 해도 수정되지 않는 민감화 또는 거친 구조가 남을 수 있기 때문입니다. 더 많은 배경 정보는 이 기사에서 다룹니다. 스테인레스 스틸 단조품을 단조하는 방법 .

중장비에 압연 링이 사용되는 곳

풍력 터빈 기어박스는 심각한 작업을 수행하는 롤링 링의 가장 명확한 예입니다. 3MW ~ 10MW 등급의 링 기어, 선 기어 및 유성 캐리어는 미터 범위 내에서 크기가 지정되고 역방향 토크 하에서 작동하며 20년 동안 작동할 것으로 예상됩니다. 따라서 링 기어는 케이스 경화 또는 담금질 및 템퍼링된 합금강에서 거의 항상 이음매 없는 압연 링입니다.

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다른 임무도 동일한 논리를 따르기 때문에 중공업 전반에 걸쳐 링 모양이 계속 나타나는 것입니다.

• 크레인, 굴착기 및 항만 취급 장비용 베어링 레이스 및 선회 베어링 링입니다.
• 단조 흐름과 초음파 청결도가 무엇보다 먼저 지정되는 해양 샤프트 및 방향타 부품.
• 케이싱 헤드, 맨드릴 행거 및 밸브 본체와 같은 압력 용기 및 드릴링 장비 링.
• 링이 하중과 마모를 동시에 견뎌야 하는 압연기 베어링 하우징 및 교정 롤.

플랜지 링은 매우 일반적이기 때문에 별도로 언급할 가치가 있습니다. 압연 플랜지 블랭크는 주기적 압력이나 열 이동에 노출되는 플랜지에 중요한 후프 입자 흐름을 유지하고 플레이트에서 절단된 플랜지에 나타나는 방향성 약화를 방지합니다.

링 단조 공급업체에서 확인해야 할 사항

장비 목록부터 시작하십시오. 사내에서 링을 굴리는 공급업체는 밀, 해머 또는 프레스의 크기와 용량을 명시할 수 있어야 합니다. 왜냐하면 이러한 숫자가 하나의 제품으로 생산할 수 있는 직경과 중량 범위를 정의하기 때문입니다. 예를 들어, 3톤, 5톤, 15톤 단조 해머와 함께 1m~1.5m 등급의 수직 링 압연기를 운영하는 작업장은 한 단계도 파밍하지 않고도 중간 링과 더 무거운 개방형 다이 작업을 모두 처리할 수 있습니다.

검사 능력은 그 다음입니다. 초음파 테스트, 자분 또는 염료 침투 테스트, 인정된 표준에 따른 경도 및 기계적 테스트, 치수 보고에 대해 문의하세요. 그런 다음 부품과 함께 어떤 문서가 전달되는지 물어보십시오. 일반적으로 완성된 링을 원래 강철과 다시 연결하는 열 번호 추적 기능이 있는 3.1 유형 검사 인증서입니다.

마지막으로 비즈니스의 비표준 측면에 대해 물어보십시오. 왜냐하면 대부분의 링 프로젝트는 보어 스텝, 키홈, 플랜지 또는 볼트 구멍 세트가 도면에 나타나는 순간 표준이 아니기 때문입니다. 이미 처리하고 있는 공급업체 비표준 맞춤형 단조 한 지붕 아래에서 가공을 마무리하면 일정에서 전체 운송 및 재검사 단계가 제거됩니다.

주요 시사점

• 압연 링 단조는 연속적인 원주 입자 흐름을 갖는 이음매 없는 링을 생산하며, 이는 토크, 압력 또는 피로 하중을 받는 링에 대한 올바른 선택입니다.
• 프리폼 설계와 압하율이 내부 품질을 결정하므로 압연은 완성된 부품에서 역방향으로 계획되어야 합니다.
• 단조 치수는 출발점입니다. 첫 번째 가열 전에 서면으로 최소 보어 허용량과 허용 가능한 난형도에 동의하십시오.
• 재료 및 열처리는 서비스 요구사항에서 지정해야 하며 이전 도면에서 복사해서는 안 됩니다.
• 구매 주문을 하기 전에 공장 용량, 검사 범위 및 인증 추적성을 확인하십시오.