KR20010094681A - 딥 드로잉 아이어닝 방식에 의한 고압가스 용기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이음매 없는 고압가스 용기의 제조 공법에 관한 것으로, 더욱 상

세하게는 원 재료인 철판을 원형으로 절단(cutting)한 후 딥 드로잉 아이어

닝 (Deep Drawing and Ironing -> 이하 "D.D.I" 라 함)의 연속적인 복합공정

으로 고압가스 용기를 제조하는 공법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 철판을 원하는 직경의 블랭크(blank)로 절단한 후

열처리하는 단계, 이를 인산염으로 피막 처리한 다음 단동식 프레스에서 1차

컵으로 성형후 열처리 및 인산염 피막 처리하여 이를 딥 드로잉 아이어닝 프

레스를 이용하여 2차 컵으로 성형하는 단계, 이를 다시 열처리 및 인산염 피

막 처리하는 과정 및 딥 드로잉 아이어닝 프레스에서 3차 컵으로 성형한 후

성형된 컵의 상단부를 절단(cutting)하는 단계.

이를 다시 스피닝 머신(spinning machine)을 이용하여 용기의 두부(頭部)를

성형하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

딥 드로잉 아이어닝 방식에 의한 고압가스 용기의 제조방법{MANUFACTURE METHOD OF HIGH PRESSURE CYLINDER BY DEEP DRAWING AND IRONING}

본 발명은 이음매 없는 고압가스 용기의 제조공법에 관한 것으로, 더욱 상세

하게는 원 재료인 철판을 원형으로 절단(cutting)한 후 딥 드로잉 및 아이어

닝의 연속적인 복합공정( D.D.I 방식 또는 D.D.I 공법 )으로 고압용기를 제

조하는 공법에 관한 것이다.

일반적으로 산소,수소,질소 등을 저장하는 이음매 없는 고압가스 용기나 고

압 소화기의 경우 이음매 없는 파이프(seamless pipe)를 사용하여 봉합(spi-

nning closing)공정과 바닥성형(bottom forming) 공정을 거쳐서 생성되어 왔

다.

그러나 이러한 생산공정에서 사용되는 원소재, 바람직하게는 이음매 없는 파

이프의 경우에는 전량 외국에서 수입하고 있는 실정이고 파이프가 가지고 있

는 두께에 대한 여유치 편차의 기복이 심해 고압 용기의 경량화를 실현 할수

없는 단점을 가지고 있으며, 특히 이음매 없는 파이프의 표면조도는 제품의

표면조도와 직결됨으로 인해 제품 표면의 조도가 원소재 상태에 따라 결정되

는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 파이프를 사용하여 용기를 성형할때 발생되는 문제점

을 해소하기 위해 딥 드로잉과 아이어닝의 연속공정을 이루어 고압가스용기

를 제조하는 공법으로써 용기의 두께를 균일하게 성형하여 용기의 무게를 경

량화 함은 물론 내,외면의 표면조도를 향상시키고 원자재를 국내에서 구입하

는데 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 철판을 원하는 직경의 블랭크

(blank)로 절단한 후 열처리하는 단계, 이를 인산염으로 피막 처리한 다음

단동식 프레스에서 1차 컵으로 생성하는 단계, 상기 과정을 수행한 1차 컵을

딥 드로잉 아이어닝 프레스를 이용하여 2차 컵으로 성형하는 단계, 이를 다

시 열처리 및 인산염 피막 처리하는 과정과 상기 피막 처리된 2차 컵을 딥

드로잉 아이어닝 프레스에서 3차 컵으로 성형한 후 성형된 컵의 상단부를 절

단(cuting)하는 단계, 이를 다시 스피닝 머신(spinning machine)을 이용하여

용기의 두부(頭部)를 성형하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

도 1은 블랭크를 단동식 프레스를 이용하여 1차 컵을 생성하는 단계이고

도 2는 1차 컵을 딥 드로잉, 아이어닝, 아이어닝의 연속되는 복합공정에

의한 2차 컵의 생성단계이며

도 3은 2차 컵을 딥 드로잉, 아이어닝의 연속되는 복합공정에 의한 3차 컵의

생성 단계이다.

여기서 D.D.I 는 딥 드로잉과 아이어닝 공정이 연속되는 복합공정을 말하

는 것으로써 딥 드로잉(deep drawing)공정은 다이 위에 블랭크(blank)를 올

려놓고 펀치(punch)를 내림으로써 성형하는 공정이다.

한편 아이어닝 공정은 딥 드로잉이나 충격 압출로 제작된 두꺼운 벽과 비교

적 짧은 길이를 가진 컵모양의 예비 성형체를 한개 이상의 고정 다이와 맨드

릴(mandrel) 사이에 장착하고, 맨드릴을 움직여서 예비 성형체의 내경 변화

없이 벽두께를 감소시키면서 길이를 늘려가는 금속 성형 방법이다.

한편 이러한 D.D.I 공정을 토대로 이음매 없는 고압가스 용기를 제작하는

방법을 공정별로 설명하면 하기와 같다.

-제1공정-

이음매 없는 고압가스 용기의 소재인 철판(steel plate)을 통상의 토치(to-

rch)나 CNC를 사용하여 원형 블랭크로 절단한 다음, 이를 다시 연화시키는

열처리를 한다. 그리고 절단시 발생하기 쉬운 모서리 부분의 거친면을 매끈

하게 가공하고 표면의 피막 및 이물질을 제거(쇼트 블라스팅)후 인산염 피막

처리를 통해 윤활 처리를 한다.

-제2공정-

이러한 과정을 통해 얻어진 블랭크를 가지고 통상의 수직 단동식 프레스에서

1차 컵을 성형한 다음 다시 열처리하고 인산염 피막처리를 통해 윤활처리를

한다.

-제3공정-

1차 컵의 윤활이 끝나면 D.D.I 프레스를 이용하여 2차 컵을 생산한 다음 상

기 2차 컵도 역시 전술한 제2공정과 같이 다시 열처리하고 윤활처리를 한다.

-제4공정-

2차 컵의 윤활이 끝나면 D.D.I 프레스를 이용하여 용기 접지부인 저부의 두

께가 용기 벽두께의 2배로 유지되는 상태에서 형상은 오목형이 되도록 3차

컵을 성형하고 3차 컵이 생성 되면 필요한 높이를 제외한 나머지 부분을 절

단한다.

이어서 3차 컵의 가공이 완료되면 용기 두부(頭部)를 성형하기 위한 스피닝

작업을 하고 제품의 경도를 높이기 위한 열처리(담금질 및 뜨임)를 실시한

다.

-제5공정-

상기 제4공정을 수행한 제품을 수압 및 공기압으로 용기의 내구성 및 누설시

험을 실시한 다음, 이를 고온의 스팀을 사용하여 건조를 하고 외부 및 내부

의 피막 및 이물질(쇼트 블라스팅)을 제거한다. 그리고나서 용기의 목부분에

나사가공(tapping)을 하고 도장(painting)후 건조하여 용기의 제작을 완료한

다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 철판을 이용하여 D.D.I 공정으로 이음

매 없는 고압가스 용기를 제작하므로서 용기의 벽두께에 대한 편차를 줄여서

용기의 경량화를 가능케 하였고 용기의 표면을 매끄럽게 함은 물론 원 자재

인 철판을 국내에서 구입가능하게 되었다.

Claims (1)

1. 딥 드로잉 아이어닝 공법에 의한 이음매 없는 고압가스 용기의 제조방법으로

   서 철판을 원하는 직경의 블랭크(blank)로 절단한 후 열처리하는 단계, 이를

   인산염으로 피막 처리한 다음 단동식 프레스에서 1차 컵으로 성형하는 단계,

   1차 컵을 딥 드로잉 아이어닝 프레스를 이용하여 2차 컵으로 성형하는 단계,

   이를 다시 열처리 및 인산염 피막 처리하는 과정과 피막처리된 2차 컵을 딥

   드로잉 아이어닝 프레스에서 3차 컵으로 성형한 후 성형된 컵의 상단부를

   절단(cutting)하는 단계, 이를 다시 스피닝 머신(spinning machine)을 이용

   하여 용기의 두부(頭部)를 성형하는 단계로 이루어진 고압가스용기의 제조

   공법.