KR102384019B1 - 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체 - Google Patents

내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 몰리브덴 기반의 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체에 관한 것으로, 이를 위해 피가공물이 심리스 튜브 형태로 확관되도록 직경이 점차 확장되게 테이퍼지되, 급격한 경사각도를 갖는 대확관 경사부와, 상대적으로 완만한 경사각도를 갖는 소확관 경사부와, 심리스 튜브의 확관 방지를 위한 역경사부로 구성된 몰리브덴 기반의 피어싱 플러그 본체;와, 상기 대확관 경사부의 일측에 수평 연장되는 노즈부;와, 상기 노즈부의 선단에 접합되는 천공팁; 및 상기 노즈부를 보강하고 상기 대확관 경사부에서 발생되는 고부하를 분산시키기 위해 상기 노즈부의 외주면에 체결되는 보강캡;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체{PIERCING PLUG ASSEMBLY FOR MANUFACTURING SEAMLESS TUBE WITH HEAT RESISTANCE}
본 발명은 용융점이 매우 높은 내열금속인 몰리브덴을 기반으로 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 탄소(C), 세륨(Ce), 텅스텐(W) 등의 원소를 첨가하여 1200℃도 이상의 열간 피어싱 성형 환경에서도 고온 내마모성이 향상시켜 고강도 스테인리스강 피어싱에 적용할 수 있도록 한 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즈부의 외주면에 결합되는 보강캡을 통해 노즈부와 대확관 경사부의 단차를 없애 고부하 분산에 따른 피어싱 플러그 본체의 전체적인 수명을 늘일 수 있고, 더불어 대확관 경사부가 변형이 생길 경우 소확관 경사부까지 열적 변형이 침범한다 하더라도 소확관 경사부와 역경사부의 사이에 형성되는 이음부를 통해 역경사부를 재사용할 수 있도록 한 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 스테인리스강은 내식성 및 내열성과 강도 등의 기계적 특성이 우수하여 플랜트 배관, 에너지, 자동차 부품, 우주항공 및 해양 산업 이외에도 거의 전 산업분야에 매우 폭넓게 적용되고 있는 소재이다.
특히 최근들어 신재생에너지 분야에서 스테인리스강의 중요성이 더욱 높아지고 있는데, 2019년 정부주도하에 수소경제로드맵이 발표되면서 수소충전인프라 산업에서 필수적인 부품소재로 주목받고 있다.
수소충전소는 수소충전 효율성 및 안정성 확보를 위하여 수소충전 과정에서의 압력과 온도를 일정범위에서 제어하도록 설계되어 있으며, 수소충전소내 배관 부품의 경우에 -40 ~ 85 ℃의 온도범위에서 최대 87 MPa 이상의 수소압력을 견딜 수 있는 소재가 필요하기 때문에 내수소취성 특성이 우수한 SUS660, SUS316 등의 오스테나이트계 스테인리스강이 주로 사용되고 있다.
특히 수소충전소내 노출온도가 낮고 압력이 높은 압축기, 디스펜서, 냉각기와 같은 핵심구성 부품 및 배관의 경우에는 이러한 스테인리스강이 사용됨과 동시에 배관 접합부 누설방지를 위해 심리스튜브(seamless tube, 무계목 강관)가 필수적으로 채용되고 있다.
그러나 현재 국내의 수소충전소에 적용되는 고압용 스테인리스 심리스 배관은 미국이나 일본 등 해외 선진국에서 전량 수입에 의존하고 있는 실정인데, 최근 정부에서는 소재부품장비 관련 분야에 대한 강력한 지원정책을 통해 핵심전략품목의 국산화에 많은 노력을 기울이고 있는 상황이다. 국내 스테인리스 심리스 튜브 시장은 약 10만톤(6,000억) 규모로서 소재부품 국산화에 따른 파급효과는 매우 클 것으로 판단된다.
한편, 심리스 소재 제조방법 중 열간 롤-피어싱(hot roll-piercing)은 제품의 치수 정밀도가 우수하고 제조수율이 높아 품질 신뢰성 및 경제성 부분에서 장점이 많은 공정기술이라 할 수 있다.
그러나 열간 피어싱 공정은 약 1200℃ 내외의 극한 고온환경에서 환봉(round bar)과 피어싱 플러그(piercing plug) 간의 마찰을 통해 성형이 이루어지므로 툴(tool) 손상이 매우 심하게 나타나는데, 특히 스테인리스강의 경우 탄소합금강에 비해 열간 성형저항성이 크기 때문에 피어싱 핵심 툴인 플러그가 높은 고온 부하에 견디지 못하고 녹는 문제가 발생된다.
이러한 경우 피어싱된 스테인리스 튜브의 표면 상태와 내외경 치수 품질 상태는 제품으로 사용하기에 부적합한 수준으로 제조되는 문제를 야기시킨다.
따라서 열간 성형저항성이 높은 고강도 스테인리스강을 피어싱하여 양질의 심리스 튜브를 제조하기 위해서는 기존보다 고온·내마모 특성이 월등히 뛰어난 피어싱 플러그를 설계·제작·적용하는 것이 매우 중요하고 시급한 사항이라 할 수 있다.
또한 열간 피어싱을 통한 고압배관용 고강도 스테인리스 심리스 배관 제조기술력이 부족한 현재의 국내 상황에서, 이러한 고합금 피어싱 전용 플러그 개발을 통해 국가핵심전략품목인 심리스 튜브의 국산화가 가능할 뿐 아니라 심리스 제조기술력 확보를 통한 무역역조 해결 및 국가기술경쟁력 향상을 도모하는 것도 중요하다 할 수 있다.
추가 사항으로, 현재 피어싱 방법으로 스테인리스 심리스 튜브를 생산하는 국내 기업이 거의 없는 상황이며, 이로 인해 스테인리스 및 니켈계 초내열합금 등과 같은 고합금 소재 전용 피어싱 플러그 또한 국내에서 제조하는 기업은 전무한 상황이다.
본 출원인에 출원하여 등록된 "심리스 튜브 제조용 맨드릴 플러그 조립체(대한민국 특허등록 제10-1932185호)"는 피가공물(강재)과의 마찰에 의해 손상되는 대확관 경사부만을 손쉽게 교체할 수 있어 생산성이 증대되고, 또한 맨드릴 플러그 조립체의 교체 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
하지만 종래의 맨드릴 플러그 조립체는 노즈부와 대확관 경사부간의 단차에 의해 대확관 경사부의 열적 변형이 쉽게 발생되는 문제점이 있었다.
또한 종래의 맨드릴 플러그 조립체는 대확관 경사부가 열적 변형이 생길 경우, 소확관 경사부까지 열적 변형이 침범하는 문제점이 종종 발생되어 맨드릴 플러그 조립체 전체를 교체해야 하는 문제점이 있었다.
또한 기존의 맨드릴 플러그 조립체는 탄소합금강(SNCM, SKD 등)소재를 적용하고 있으나, 고강도 스테인리스강 피어싱에 적용 시 1회 또는 2회 피어싱 과정에서 플러그가 용융되는 문제가 발생하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허등록 제10-1932185호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제1목적은, 노즈부와 대확관 경사부의 단차를 없애 피어싱 플러그 본체의 고부하를 분산시키고, 또한 소확관 경사부와 역경사부의 사이에 이음부를 형성하여 역경사부를 재사용할 수 있도록 한 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2목적은, 고강도 스테인리스강의 피어싱이 가능하도록 용융점이 매우 높은 내열금속인 몰리브덴(2610도 녹는점)을 기반으로 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 탄소(C), 세륨(Ce), 텅스텐(W) 등의 원소를 첨가하여, 1200℃ 이상의 열간 피어싱 성형 환경에서 고온 내마모성이 월등히 뛰어난 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면 제 1발명은, 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체에 관한 것으로, 이를 위해 피가공물이 심리스 튜브 형태로 확관되도록 직경이 점차 확장되게 테이퍼지되, 급격한 경사각도를 갖는 대확관 경사부와, 상대적으로 완만한 경사각도를 갖는 소확관 경사부와, 심리스 튜브의 확관 방지를 위한 역경사부로 구성된 몰리브덴 기반의 피어싱 플러그 본체;와, 상기 대확관 경사부의 일측에 수평 연장되는 노즈부;와, 상기 노즈부의 선단에 접합되는 천공팁; 및 상기 노즈부를 보강하고 상기 대확관 경사부에서 발생되는 고부하를 분산시키기 위해 상기 노즈부의 외주면에 체결되는 보강캡;을 포함하여 이루어지되, 상기 소확관 경사부와 역경사부의 사이에는 이음부가 형성되어 상기 역경사부를 재사용 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
제2발명은, 제1발명에서, 상기 피어싱 플러그 본체와 보강캡은 몰리브덴 100중량부에 대해 티타늄(Ti) 0.5 ~ 2중량부와, 니오븀(Nb) 0.4 ~ 0.6중량부와, 세륨(Ce) 0.4 ~ 1 중량부와, 텅스텐(W) 0.1 ~ 0.5 중량부와, 탄소(C) 0.01 ~ 0.8 중량부를 분말야금공정을 이용하여 금속분말 상태로 혼합한 후 정수압 성형법을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
제3발명은, 제1발명에서, 상기 보강캡은 노즈부와 대확관 경사부의 단차를 최소화시킬 수 있도록 테이퍼진 형태인 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체에 따르면 노즈부의 외주면에 결합되는 보강캡을 통해 노즈부와 대확관 경사부의 단차를 없애 고부하 분산에 따른 피어싱 플러그 본체의 전체적인 수명을 늘일 수 있는 효과가 있다.
또한 대확관 경사부가 열적 변형이 생길 경우, 소확관 경사부까지 열적 변형이 침범한다 하더라도, 소확관 경사부와 역경사부의 사이에 형성되는 이음부를 통해 역경사부를 재사용할 수 있는 효과가 있다.
또한 용융점이 매우 높은 내열금속인 몰리브덴을 기반으로 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 탄소(C), 세륨(Ce), 텅스텐(W) 등의 원소를 첨가하여, 1200℃ 이상의 열간 피어싱 성형 환경에서 고온 내마모성이 향상됨으로, 고강도 스테인리스강 피어싱에 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체의 단면 구성도,
도 2는 도 1의 단면 구성도,
도 3은 본 발명으로 제조된 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체의 실험예1에 따른 실험결과 사진,
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명에 따른 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체의 구성도이고, 도 2는 도 1의 단면 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 용융점이 매우 높은 내열금속인 몰리브덴(2610℃ 녹는점)을 기반으로 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 탄소(C), 세륨(Ce), 텅스텐(W) 등의 원소를 첨가하여 1200℃도 이상의 열간 피어싱 성형 환경에서도 고온 내마모성이 향상시켜 고강도 스테인리스강 피어싱에 적용할 수 있도록 한 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체(100)에 관한 것이다.
더 나아가 본 발명은, 노즈부(20)의 외주면에 결합되는 보강캡(30)을 통해 노즈부(20)와 대확관 경사부의 단차를 없애 고부하 분산에 따른 피어싱 플러그 본체(10)의 전체적인 수명을 늘일 수 있고, 더불어 대확관 경사부(11)가 열적 변형이 생길 경우, 소확관 경사부(12)까지 열적 변형이 침범한다 하더라도, 소확관 경사부(12)와 역경사부(13)의 사이에 형성되는 이음부(14)를 통해 역경사부(13)를 재사용할 수 있도록 한 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체(100)에 관한 것이다.
상술된 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체(100)는 4부분으로 구성되는데, 이는 피어싱 플러그 본체(10)와, 상기 피어싱 플러그 본체(10)의 일측에 수평 연장되는 노즈부(20) 및 상기 노즈부(20)의 단부에 티그(TIG) 용접되는 천공팁(40)과, 상기 노즈부(20)의 외주면에 체결되는 보강캡(30)으로 구성된다.
여기서 상기 피어싱 플러그 본체(10)는 피가공물이 심리스 튜브 형태로 확관되도록 일측에서 타측으로 갈수록 직경이 점차 확장되게 테이퍼진 형태이다.
이러한 상기 피어싱 플러그 본체(10)는 직경의 크기에 따라 3부분으로 구성되는데, 이는 일측에 노즈부(20)가 연장 형성되고 급격한 경사각도를 갖는 대확관 경사부(11)와, 상기 대확관 경사부(11) 보다 상대적으로 완만한 경사각도를 갖는 소확관 경사부(12)와, 심리스 튜브의 확관을 방지하고 타측으로 가압로드와 연결되는 연결부(15)가 연장되는 역경사부(13)로 구성된다.
여기서 상기 대확관 경사부(11)는 회전하는 피가공물을 초기에 심리스 튜브 형태로 크게 확관시키는 것으로, 이러한 대확관 경사부(11)는 상대적으로 급격한 경사도를 갖기 때문에 마찰 저항이 상승하는 부위이다.
그리고 상기 노즈부(20)는 천공팁(40)을 티그 용접하기 위해 상기 대확관 경사부(11)의 일측에 수평 연장된다.
이 때 상기 대확관 경사부(11)의 일측에 연장된 상기 노즈부(20)에는 보강캡(30)이 체결되어 구성된다.
이러한 상기 보강캡(30)은 교체가 가능하게 상기 노즈부(20)의 외주면 체결되는 것으로, 상기 노즈부(20)가 마찰에 의해 뭉그러지거나 용융되는 것을 방지하여 이는 결국, 피어싱 플러그 본체(10)의 수명을 늘일 수 있는 기능을 한다.
또한 상기 보강캡(30)은 상기 대확관 경사부(11)와 노즈부(20)의 직경차에 의해 상기 대확관 경사부(11)에 고부하가 크게 발생되는 바, 상기 노즈부(20)를 보강하고 상기 대확관 경사부(11)에 발생되는 고부하를 분산시키는 기능을 한다.
여기서 상기 보강캡(30)은 상기 노즈부(20)와 대확관 경사부(11)의 단차를 최소화시킬 수 있도록 테이퍼진 형태이다.
이에 따라 상기 보강캡(30)은 상기 대확관 경사부(11)가 받는 고부하를 분산시켜 피가공물과의 마찰 저항에 의해 표면이 뭉그러지는 현상과, 표면이 용융되어 직경의 감소 현상을 최소화시킬 수 있게 된다.
그리고 상기 소확관 경사부(12)는 일정 크기로 확장된 심리스 튜브의 내경을 소망하는 치수로 정밀하게 확관하는 기능을 하기 때문에 상대적으로 완만한 경사각도를 갖고, 이에 따라 마찰 저항이 상기 대확관 경사부(11) 보다는 상대적으로 작게 작용하는 부위이다.
아울러 상기 역경사부(13)는 소확관 경사부(12)에서 계획된 외경과 내경의 치수로 확관된 심리스 튜브가 그 이상으로 확관되는 것을 방지하는 기능을 하기 때문에 대확관 경사부(11)와 소확관 경사부(12)의 경사방향과 달리 직경이 점차 줄어드는 형태이다.
한편 상기 대확관 경사부(11)는 피어싱 가공을 수십 또는 수백회 반복 사용하면, 피가공물과의 마찰 저항에 의해 표면이 뭉그러지는 현상과, 표면이 용융되어 직경의 감소되는 물리적 손상이 발생된다.
이러한 물리적 손상은 대확관 경사부(11) 뿐만 아니라 소확관 경사부(12)까지 침범하여 피어싱 플러그 본체(10)의 전체를 교체해야 하는 문제점이 발생된다.
이 때 소확관 경사부(12)와 역경사부(13)의 사이에는 역경사부(13)의 재사용이 가능하도록 나사체결되는 이음부(14)가 더 형성되어 구성될 수 있다.
한편 상기 피어싱 플러그 본체(10)와 보강캡(30)은 고강도 스테인리스강 피어싱에 적용 시 1회 또는 2회 피어싱 과정에서 플러그가 용융되는 문제점을 감안하여 몰리브덴 기반의 내열성을 갖는 소제로 성형된다.
상기 피어싱 플러그 본체(10)와 보강캡(30)은 몰리브덴 100중량부에 대해 티타늄(Ti) 0.5 ~ 2중량부와, 니오븀(Nb) 0.4 ~ 0.6중량부와, 세륨(Ce) 0.4 ~ 1 중량부와, 텅스텐(W) 0.1 ~ 0.5 중량부와, 탄소(C) 0.01 ~ 0.8 중량부를 분말야금공정을 이용하여 금속분말 상태로 혼합한 후 정수압 성형법을 이용하여 제조된다.
여기서 상기 티타늄(Ti)은 탄소(C)와 반응하여 티타늄 카바이드(TiC)를 형성하고, 합금기지내에 균일하게 분포되어 1000℃ 이상의 극한 고온 환경에서 강도와 경도를 증가시키는 기능을 한다.
이 때 상기 상기 티타늄(Ti)은 첨가량이 0.5 중량부 보다 낮으면 고온 내마모특성 증가가 미미하고, 첨가량이 2 중량부 보다 높으면 첨가량 대비 고온 내마모특성 증가가 크지 않아 실익이 없기 때문에 바람직하지 않다.
그리고 상기 니오븀(Nb)은 공기에 노출되었을 때 매우 안정적인 산화물을 형성하여 부식 저항을 높일 수 있고 더불어 1200℃를 초과하는 환경에서 합금기지의 강도를 크게 향상시키는 것으로, 첨가량이 0.5 중량부 보다 낮으면 부식 저항과 강도가 약화되어 바람직하고 않고, 0.7중량부 이상이면 성능 대비 비용이 크게 상승되어 바람직하지 않다.
상기 세륨(Ce)은 합금내에 첨가 시, 1000℃ 이상의 고온 조건에서 플러그의 산화를 최소화하는 역할을 하며, 첨가량이 0.4 중량부 보다 낮으면 산화방지 효과가 낮아지고, 1.0 중량부 보다 높으면 첨가량 대비 산화효과가 크지 않기 때문에 바람직하지 않다.
상기 텅스텐(W)는 탄소(C)와 반응하여 텅스텐 카바이드(WC)를 형성하고, 합금기지내에 균일하게 분포되어 합금의 고온 강도와 경도를 증가시키는 것으로, 첨가량이 0.1 중량부 보다 낮으면 고온 내마모특성 증가가 미미하고, 첨가량이 0.5 중량 보다 높으면 첨가량 대비 고온 내마모특성 증가가 크지 않기 때문에 바람직하지 않다.
상기 탄소(C)는 Ti, Nb, W 와 반응하여 카바이드 탄화물을 형성시키는 역할을 하며 0.01 중량부 보다 낮을 경우 합금기지내에 탄화물 형성이 어렵고, 0.8 중량부 보다 높을 경우 잔류 탄소량이 높아져 결함 발생 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
실험예1)
본 발명의 성분비에 의해 제조된 몰리브덴 기반의 피어싱 플러그(#3)와 대조군(#1,2)을 제조한 다음 성분비를 [표 1]에 기재하고, 이를 바탕으로 스테인리스강을 피어싱 공정 후 물리적 특징을 확인하였다.
화학성분(wt, %)
Mo C Ti Nb Ce W
#1 플러그 99.9 0.05 0.05
#2 플러그 99.4 0.05 0.4 0.1 0.05
#3 플러그 95.2 0.7 1.8 0.5 0.4 0.1
[피어싱 공정]
스테인리스 316L환봉 준비 → 환봉 유도가열(1000℃) → 환봉 보온가열(1200℃) → 특수 윤활제 도포 → 몰리브덴 기반 플러그 예열(900℃) → 피어싱 → 열간 심리스 튜브 제조.
[결과]
실험결과 도 3에 도시된 바와 같이,
(#1 플러그) : 피어싱 시험 1회 후 플러그 선단부(nose)가 녹는 문제가 발생하였고, 몰리브덴 성분이 99.9% 이상의 조건으로 제작된 경우 고온내마모 저항성이 낮은 것으로 나타났다.
(#2 플러그) : #1 플러그에 비해 고온내마모 저항성이 우수한 것으로 나타났으며, 약 20회 이상의 피어싱이 가능하였다. 몰리브덴 주성분에 티타늄 및 니오븀의 첨가로 인해 고온 특성이 향상된 것으로 나타났다. 그러나 약 20회 피어싱 후 플러그 선단부에서 고온마모에 의해 플러그 길이가 짧아지고 형태가 변화되는 문제가 발생되었다.
(#3 플러그) : #1 플러그 및 #2 플러그에 비해 50회 이상의 피어싱 후에도 녹음 손상없이 플러그 형태를 유지하였다. 타 조건에 비해 티타늄과 지르코늄의 함량 증가와 세륨 및 텅스텐 성분 추가로 인해 고온특성이 크게 향상된 것을 알 수 있었다.
따라서 피어싱 플러그 이외에 롤과 가이드 슈 등의 툴 세팅 조건 및 윤활 조건과 환봉 가열조건 등의 공정이 최적화되면 플러그 1개당 약 100본 이상의 고강도 스테인리스 심리스튜브 피어싱이 가능할 것으로 예상되며, 생산성 및 가격 경쟁력 확보를 통해 사업화가 가능할 것으로 판단된다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10: 피어싱 플러그 본체 11: 대확관 경사부 12: 소확관 경사부 13: 역경사부 14: 이음부
15: 연결부
20: 노즈부
30: 보강캡
40: 천공팁
100: 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체

Claims (4)

  1. 피가공물이 심리스 튜브 형태로 확관되도록 직경이 점차 확장되게 테이퍼지되, 급격한 경사각도를 갖는 대확관 경사부(11)와, 상대적으로 완만한 경사각도를 갖는 소확관 경사부(12)와, 심리스 튜브의 확관 방지를 위한 역경사부(13)로 구성된 몰리브덴 기반의 피어싱 플러그 본체(10);
    상기 대확관 경사부(11)의 일측에 수평 연장되는 노즈부(20);
    상기 노즈부(20)의 선단에 접합되는 천공팁(40); 및
    상기 노즈부(20)를 보강하고 상기 대확관 경사부(11)에서 발생되는 고부하를 분산시키기 위해 상기 노즈부(20)의 외주면에 체결되는 보강캡(30);을 포함하여 이루어지되,
    상기 소확관 경사부(12)와 역경사부(13) 사이에는 이음부(14)가 형성되어 상기 역경사부(13)를 재사용 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피어싱 플러그 본체(10)와 보강캡(30)은 몰리브덴 100중량부에 대해 티타늄(Ti) 0.5 ~ 2중량부와, 니오븀(Nb) 0.4 ~ 0.6중량부와, 세륨(Ce) 0.4 ~ 1 중량부와, 텅스텐(W) 0.4 ~ 0.6 중량부와, 탄소(C) 0.01 ~ 0.8 중량부를 분말야금공정을 이용하여 금속분말 상태로 혼합한 후 정수압 성형법을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보강캡(30)은 노즈부(20)와 대확관 경사부(11)의 단차를 최소화시킬 수 있도록 테이퍼진 형태인 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 심리스 튜브 제조용 피어싱 플러그 조립체.
  4. 삭제
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