KR200292123Y1 - 이중재질의 플랜지 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이중재질의 플랜지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카본스틸재질의 플랜지 모재에 일정 두께로 비철금속재의 코팅층을 형성시킴으로써 비철금속재의 장점을 그대로 유지하면서 그 제조단가를 현저히 낮춘 이중재질의 플랜지를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 플랜지에 있어서, 카본스틸재의 모재(1) 표면에 비철금속재의 코팅층(2)을 적층시킨 것을 특징으로 하는 이중재질의 플랜지를 제공한다.

Description

이중재질의 플랜지{FLANGE OF DUAL QUALITY}

본 고안은 이중재질의 플랜지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카본스틸재질의 플랜지 모재에 일정 두께로 비철금속재의 코팅층을 적층시켜 비철금속재의 장점을 그대로 유지하면서 그 제조단가를 현저히 낮춘 이중재질의 플랜지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 플랜지는 서로 연결되는 관이나 축의 이음부위에 형성되어 서로맞댄 상태에서 일치된 다수의 체결구멍에 볼트를 끼워 체결함으로써 관이나 축을 연결하게 된다.

이때, 하나의 재질로 제작되는 플랜지는 산화와 부식, 고압에 견딜 수 있도록 통상적으로 스테인레스, 청동, 황동 등과 같이 비철금속재로 만들어지게 된다.

특히, 산화와 부식에 매우 강하고 고압에도 잘 견디는 장점을 갖고 있는 비철금속재의 플랜지는 그 제조방법에 따라 단조플랜지와 주물플랜지 그리고 판재플랜지 등으로 크게 분류할 수 있는데, 단조플랜지는 인코트나 봉을 가열 성형한 다음, 표면절삭가공에 의해 완성품을 만들게 되고, 주물플랜지는 주물로 제작한 다음 표면절삭가공을 통해 완성되며, 판재플랜지는 판재를 절단하여 완성하게 된다.

그러나, 비철금속재를 이용한 플랜지의 제조방법에 있어서, 주물에 의해 제조되는 플랜지는 제작이 용이하여 제조단가가 저렴한 반면, 주물과정에서 기공이나 기포로 인해 조직의 내구성이 떨어지는 단점이 있다.

반면에, 단조 또는 판재절단에 의한 플랜지의 제조방법은 제품의 조직이나 형상이 우수하나, 인코트를 가열 성형하는 수차례의 반복과정을 거치거나 판재절단 등 그 절차가 복잡하고, 제품을 완성하는 과정에서 절단 또는 스케일에 의해 재료손실이 큰 단점을 지니고 있다.

더욱이, 비철금속재는 그 재료단가가 매우 고가이기 때문에 스테인레스재로 플랜지를 제조할 경우 그 제조방법에 관계없이 그 제조단가가 매우 높아지게 된다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 고안된 것으로, 카본스틸재질의 플랜지 모재에 일정 두께로 비철금속재의 코팅층을 적층시킴으로써 비철금속재의 장점을 그대로 유지하면서 그 제조단가를 현저히 낮춘 이중재질의 플랜지 를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 단일재질의 플랜지를 나타내는 사시도,

도2는 본 고안에 따른 이중재질의 플랜지를 나타내는 구성도,

도3은 본 고안에 따른 이중재질의 플랜지의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 카본스틸재의 모재 2: 비철금속재의 코팅층 3: 이중재질의 플랜지 10: 플랜지 S1: 모재의 제작단계 S2: 모재의 예열단계 S3: 모재의 코팅단계 S4: 플랜지의 단조성형단계 S5: 플랜지의 연마단계

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 플랜지에 있어서, 카본스틸재의 모재 표면에 비철금속재의 코팅층을 적층시킨 것을 특징으로 하는 이중재질의 플랜지를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도2는 본 고안에 따른 이중재질의 플랜지를 나타내는 구성도이고, 도3은 본 고안에 따른 이중재질의 플랜지의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.

일반적으로, 스테인레스, 청동, 황동 등과 같은 비철금속재는 카본스틸재와 같은 금속재보다 그 재료단가가 10배이상 고가로 거래되고 있다.

따라서, 본 고안에서는 플랜지를 제조함에 있어 그 재료단가가 저렴한 카본스틸재로 플랜지의 모재를 제작한 후, 이 모형에 고가의 비철금속재를 일정두께로 코팅하여 플랜지를 제조함으로써 그 제조단가를 현저히 낮출 수 있게 된다.

이를 위해, 모재(1)의 제작단계(S1)에서는 카본스틸재의 판재를 프레스로 절단하여 플랜지의 모형을 성형함으로써 모재를 제작하게 되는데, 이때 카본스틸재의 모재(1)는 그 표면의 비철금속재 코팅층을 감안하여 규정된 플랜지의 규격에 비해 그 중앙의 내경이나 그 주위의 볼트공을 보다 크게 가공하게 되지만 그 두께나 외경을 작게 가공하게 된다.

특히, 모재(1)의 제작단계(S1)에서는 프레스에 의한 판재의 절단과정에서 모재의 표면을 거칠게 가공함으로써 그 표면에 비철금속재의 용융물이 충분히 침적되도록 한다.

그리고, 모재(1)의 예열단계(S2)에서는 가열장치를 이용하여 카본스틸재 모재(1)의 표면을 800∼1000℃로 예열하게 되는데, 모재의 표면이 800℃미만일 경우 1300℃이상이 되는 비철금속재의 용융물과의 온도차에 의해 모재의 표면에 기포발생 등 용탕내의 급격한 환경변화에 따른 사고의 위험이 있고, 모재의 표면이 1000가 넘을 경우 일시적으로 용융되면서 재질변화가 일어나고, 비철금속재의 용융물과의 접착에 악영향을 미치게 된다.

또한, 모재(1)의 코팅단계(S3)에서는 카본스틸재의 모재(1)를 비철금속재의 용율물에 침적한 후, 일정두께의 코팅층이 형성되면 다시 추출하게 되는 단계이다.

이때, 카본스틸재의 모재(1)는 비철금속재의 용융물에 침적되면 거칠은 그 표면이 일시적으로 용해가 이루어지게 되고, 용해된 그 표면에 비철금속재의 용융물이 융착되면서 코팅층을 형성하게 된다.

따라서, 카본스틸재 모재(1)와 비철금속재의 코팅층(2)은 서로 융착된 상태에서 접착되어 그 접합면이 열팽창 또는 열수축, 압력 등의 외부요인에 의해 표리되는 현상을 발생되지 않게 된다.

그리고, 플랜지(3)의 단조성형단계(S4)에서는 모재(1)의 코팅단계(S3)에서 비철금속재의 용융물로부터 추출된 플랜지(3)를 단조작업과 냉각작업을 반복하면서성형하게 된다.

다시 말하면, 비철금속재의 용융물로부터 추출된 플랜지(3)의 경우 단조작업이 가능한 가열상태로, 먼저 외경과 내경, 볼트공 그리고 두께를 규격에 정확히 맞게 단계적으로 단조 성형한 후, 표면다듬기 작업을 행하되 각 작업단계에서 요구하는 적당한 온도로 공냉하는 과정을 거치게 된다.

여기서, 플랜지(3)를 성형하는 과정에서 필요에 따라 어닐링(Annealing) 등 각종 열처리공정을 행하거나, 변형된 형상 및 금속조직을 보완키 위하여 300∼500℃로 냉각된 시점에서 교정단조작업을 수차례 반복할 수도 있다.

또한, 플랜지(3)의 연마단계(S5)에서는 분사가공(쇼트피이닝, 그릿블래스트, 샌드블래스트 등), 배럴가공(Barrel Finishing), 액체호우닝(Liquid Honing), 전기적 가공(전해연삭, 방전가공, 초음파가공 등), 화학적 가공 등을 통해 플랜지(3)를 연마하게 되지만 그 연마방법은 제조단가를 고려하여 정하게 된다.

본 고안은 카본스틸재질의 플랜지 모재에 일정 두께의 비철금속재층을 형성시킴으로써 모재만큼 저가의 카본스틸재로 대체하여 비철금속재의 장점을 그대로 살리면서 그 제조단가를 현저히 낮춘 효과를 제공하게 된다.

Claims (2)

1. 플랜지에 있어서,

   카본스틸재의 모재(1) 표면에 비철금속재의 코팅층(2)을 적층시킨 것을 특징으로 하는 이중재질의 플랜지.
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