KR200336181Y1 - 샌드 블라스트용 노즐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 샌드 블라스트용 노즐에 관한 것으로, 냉간공구강을 주소재로 하며, 내측에 일측으로 갈수록 좁아지는 분사경로(11)를 구비하고, 상기 분사경로(11) 중 가장 작은 분출단면부 내측에 링수용홈이 형성된 노즐본체(10)와; 초경합금을 주소재로 하며, 상기 노즐본체(10)의 링수용홈에 설치되어 내주면이 상기 노즐본체(10)와 함께 매끄러운 분사경로(11)를 형성하는 내마모링(20);으로 구성되어 연마재가 상기 노즐본체(10)와 내마모링(20)을 연속으로 통과하여 분사됨을 기술적 요지로 하여, 종래의 세라믹재 노즐에 비해 내구성이 뛰어나 수명이 100배 정도 향상되면서도 초경합금재의 비중을 최소화하여 저렴한 원가로 제작할 수 있으며, 초경합금재 링과 노즐본체 각각의 상태에 따라 별도로 교체하기에 용이하여 노즐교환에 따른 비용부담을 줄일 수 있는 샌드 블라스트용 노즐에 관한 것이다.

Description

샌드 블라스트용 노즐{a nozzle for sand blast}

본 고안은 샌드 블라스트용 노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉간공구강으로 제작된 분사노즐의 가장 작은 분출단면부에 초경합금재 링을 설치하여 연마재가 상기 냉간공구강과 초경합금재 링을 연속으로 통과하여 분사되도록 한 구조의 샌드 블라스트용 분사노즐에 관한 것이다.

일반적으로 금속 표면에 오손이나 녹이 있으면 도장한 다음에 도막이 벗겨지거나 성능이 불량하게 되므로 이러한 일이 없게 바탕면을 처리하는 것을 앞처리라고 하는데, 이 앞처리가 적당하지 못하면 아무리 우수한 도료를 써서 정성스럽게 도장을 한다고 하여도 그 효과를 별로 기대할 수 없으므로 도장의 마무리가 좋고 나쁜 것은 먼저 앞처리가 좋은가 나쁜가에서 시작된다고 볼 수 있다.

철면의 앞처리는 샌드 블라스트(Sand Blast) 등의 기계적 처리와 탈지나 인산염 화성 처리를 실시하는 화학적인 처리로써 크게 구분되는데, 상기 샌드 블라스트는 금속제품의 표면을 깨끗하게 마무리 손질을 하기 위해 모래를 압축공기로 뿜어대는 공법을 말하며, 이것에 의해 물품의 표면에 부착되어 있던 주물사·녹 등을 떨어내고 미세한 요철면(凹凸面)으로 마무르게 된다.

실제로 사용되는 모래의 분사법에는 압축공기를 사용하는 방법과 원심력을 사용하는 방법이 있으며, 압축공기를 사용하는 방법은 작동원리에 따라 도료를 수동으로 분사하는 에어건과 일체형 도료통을 사용하여 분무안개로 부는 것과 같은 흡입식과, 압축에어를 연마재 탱크에 연결하여 고압을 유지한 상태에서 연마재와 에어를 동시에 분사하는 직압식으로 나뉘어진다.

상기 샌드 블라스트에 사용되는 분사노즐은 일체로 형성된 단일형과 단순한 원통형 외관에 세라믹재나 초경합금재 내관을 내삽한 이중형이 있으며, 상기 단일형이나 이중형의 내관은 주로 세라믹재나 초경합금으로 제작되는데 세라믹재의 경우 자체내구성은 우수하나 모래가 통과할 때 발생되는 마찰로 인해 15시간 이상은 견뎌내지 못해 자주 교체해야하는 문제점이 있었으며, 초경합금의 경우 세라믹에 비해 소재원가가 비싸고 내관으로 사용될 시 외관과의 접합이 견고하게 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은, 노즐 전체의 구성 하는 소재 중 초경합금재의 비중을 최소화하면서도 내구성을 유지할 수 있는 구조로 구성하여 원가를 낮추면서도 세라믹에 비해 내구성이 뛰어난 구조의 샌드 블라스트용 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 - 본 고안에 따른 샌드 블라스트용 노즐의 일실시예를 도시한 정단면도.

도 2 - 도 1의 평면도.

도 3 - 도 1의 사시도.

<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>

10 : 노즐본체 11 : 분사경로

20 : 내마모링

상기와 같은 목적 달성을 위한 본 고안은, 냉간공구강을 주소재로 하며, 내측에 일측으로 갈수록 좁아지는 분사경로(11)를 구비하고, 상기 분사경로 중 가장 작은 분출단면부 내측에 링수용홈이 형성된 노즐본체(10)와; 초경합금을 주소재로 하며, 상기 노즐본체(10)의 링수용홈에 설치되어 내주면이 상기 노즐본체(10)와 함께 매끄러운 분사경로(11)를 형성하는 내마모링(20);으로 구성되어 연마재가 상기 노즐본체(10)와 내마모링(20)을 연속으로 통과하여 분사되는 샌드 블라스트용 분사노즐을 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 내마모링(20)은, 상기 노즐본체(10)의 분사단부에 설치되어 깔대기형 분사경로(11)를 형성함이 바람직하다.

따라서, 종래의 세라믹재 노즐에 비해 내구성이 뛰어나 수명이 100배 정도 향상되는 이점이 있다.

또한, 노즐구조 내에서 차지하는 초경합금재의 비중을 최소화하여 저렴한 원가로 제작할 수 있다는 다른 이점이 있다.

그리고, 내마모링과 노즐본체 각각의 상태에 따라 별도로 교체하기에 용이하여 노즐교환에 따른 비용부담을 줄일 수 있다는 다른 이점이 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 고안을 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 고안에 따른 샌드 블라스트용 노즐의 일실시예를 도시한 정단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1의 사시도이다.

본 고안에 따른 샌드 블라스트용 노즐은 내측에 분사경로(11)가 구비된 노즐본체(10)와 상기 노즐본체(10) 내측에 끼워지는 내마모링(20)으로 구성되어 종래의 단일형과 이중형 노즐구조를 복합한 구조를 가진다.

상기 노즐본체(10)는 냉간공구강으로 구성되며, 상기 냉간공구강은 주로 상온 부근에서 사용되는 금형 공구강으로서 C-1.5, Cr-12, Mo-1.0, V-0.4 합금의 SKD-11(KS STD-11)가 내마모성과 내충격성을 갖추어 제일 많이 사용된다.

상기 SKD-11은 대형물도 공냉으로 쉽게 경화되어 소입성이 좋고 열처리 변형이 적어 정밀 금형에도 적합하며, 주로 사용목적에 따라 열처리를 하게 되는데 통상적으로는 내마모성을 고려해 저온(180℃)템퍼링만으로도 충분하며, 노즐과 같이 내충격성이 요구되는 타발금형에는 2차경화가 일어나는 고온(500℃)템퍼링이 더 적합하다.

상기 노즐본체(10) 내측에는 일측으로 갈수록 좁아지는 분사경로(11)가 형성되며, 상기 분사경로(11) 중 가장 작은 분출단면부 내측에는 내마모링(20)(이하설명)이 끼워져 설치되는 링수용홈이 형성된다.

도 1, 2, 3에 도시된 일실시예에서는 상기 분사경로(11)가 상측으로 갈수록 좁아지며 상기 분사경로(11)가 가장 작은 분출단면을 형성한 단부에서 상기 노즐본체(10)의 분사단부인 상단까지 동일한 단면을 이루며 연장형성된 깔대기형상을 가진다.

가장 작은 분출단면을 가진 상기 노즐본체(10)의 분사단부에는 상기 분사경로(11) 상에서 함몰형성된 링수용홈이 형성되며, 상기 링수용홈에는 초경합금재 내마모링(20)이 끼워진다.

상기 내마모링(20)을 구성하는 초경합금은 고경도의 탄화물상을 금속으로 접합시킨 복합 조직으로서 일종의 분산강화형 합금으로 상온은 물론 고온영역에서도 고경도를 가지는 것이 가장 큰 특성으로, 주로 탄화텅스텐을 주체로 한 결합금속인 코발트화 소결합금이 사용되며 금속제품을 자르거나 깎는 커더, 다이스, 착암용 공구의 선단 등에 사용될 정도로 대단히 굳고 내마모성이 우수하다.

상기 초경합금은 코발트 가루와 탄화텅스텐 가루를 별도로 준비하여 프레스하여 성형한 다음, 1000℃에서 코발트 가루끼리를 예비소결하여 최종형태로 마무리하고, 그 다음에 1400℃로 가열하여 본소결하는 과정을 통해 텅스텐과 탄소가 코발트 속으로 확산되어 탄화텅스텐의 입자조직을 형성하는 분말야금법을 통해 제작되며, 실제 산업현장에서 사용되는 샌드 블라스티용 분사노즐의 소재로는 재료의 희소성과 상기와 같은 제작과정의 까다로움으로 인해 원가가 비싼 초경합금보다 상기 분사경로(11)로를 형성하는 소재로 세라믹스를 대부분 사용하고 있다.

상기 내마모링(20)은 상기 분사경로(10)의 가장 작은 분출단면과 동일한 내주를 가지도록 형성되어 상기 링수용홈상에 끼워져 설치되면 내주면이 상기 노즐본체(10)의 분사단부까지 상기 분사경로(11)와 매끄럽게 이어져 연마재가 상기 노즐본체(10)와 내마모링(20)을 연속으로 통과하여 외부로 분사된다.

상기 분사경로(11)가 동일한 단면으로 연장형성된 부분은 가장 작은 분출단면으로 인해 연마재의 압력에너지가 속도에너지로 바뀌어 연마재가 가장 빠른 속도를 가지게 됨에 따라 상기 노즐본체(10)에서 마모가 가장 심하게 발생되는 부분으로 상기 초경합금재 내마모링(20)을 내삽함으로써 상기 노즐본체(10)의 내구성을 보완 및 향상시키게 된다.

상기와 같은 구성에 따른 본 고안은 세라믹스로 제작된 단일형 분사노즐에 비해 수명이 100배 정도 연장될 정도로 내구성이 향상되며, 내관 전체를 초경합금재로 구성하던 이중형 분사노즐에 비해 훨씬 저렴한 원가로 제작 가능하다.

또한, 상기 내마모링(20)이 상기 노즐본체의 분사경로(11)상에 매끄럽게 위치함으로써 내측으로부터의 분사압력 및 마찰에 의해서는 상기 노즐본체(10)에서 쉽게 이탈되지 않으나 외부로부터의 가압에 의해서 이탈되기 쉬운 구조이므로 상기 노즐본체(10)와 상기 내마모링(20) 각각의 마모상태에 따라 별도로 교체할 수도 있다.

상기와 같은 구성에 의한 본 고안은, 종래의 세라믹재 노즐에 비해 내구성이 뛰어나 수명이 100배 정도 향상된다는 효과가 있다.

또한, 노즐구조 내에서 차지하는 초경합금재의 비중을 최소화하여 저렴한 원가로 제작할 수 있다는 다른 효과가 있다.

그리고, 내마모링과 노즐본체 각각의 상태에 따라 별도로 교체하기에 용이하여 노즐교환에 따른 비용부담을 줄일 수 있다는 다른 효과가 있다.

Claims (2)

1. 냉간공구강을 주소재로 하며, 내측에 일측으로 갈수록 좁아지는 분사경로(11)를 구비하고, 상기 분사경로(11) 중 가장 작은 분출단면부 내측에 링수용홈이 형성된 노즐본체(10)와;

   초경합금을 주소재로 하며, 상기 노즐본체(10)의 링수용홈에 설치되어 내주면이 상기 노즐본체(10)와 함께 매끄러운 분사경로(11)를 형성하는 내마모링(20);으로 구성되어 연마재가 상기 노즐본체(10)와 내마모링(20)을 연속으로 통과하여 분사됨을 특징으로 하는 샌드 블라스트용 분사노즐.
2. 제 1항에 있어, 상기 내마모링(20)은,

   상기 노즐본체(10)의 분사단부에 설치되어 깔대기형 분사경로(11)를 형성함을 특징으로 하는 샌드 블라스트용 분사노즐.