패스너는 어떻게 제작되는가? 나사, 볼트 및 너트 생산을 위한 주요 제조 공정

패스너에 대한 일반적인 소개

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볼트는 다양한 크기와 형태로 제공될 수 있지만, 기본 생산 과정은 일반적으로 동일합니다. 이는 냉간 단조로 강철 와이어를 적절한 모양으로 성형하고, 강도를 향상시키기 위해 열처리를 진행하며, 내구성을 높이기 위해 표면 처리를 한 후 포장하여 출하하는 방식입니다. 그러나 더 발전된 볼트 설계의 경우, 생산 과정은 여러 추가 단계로 확장될 수 있습니다.

자동차 산업에 패스너를 공급하는 선도적인 제조업체 중 하나인 스웨덴의 Bulten은 볼트 생산의 모든 단계와 측면에 매우 숙련되어 있습니다. 우리는 카탈로그 부품을 생산하지 않습니다. 모든 것은 고객의 사양에 따라 맞춤 설계됩니다.라고 스웨덴 Hallstahammar에 위치한 Bulten의 생산 공장의 기술 관리자 Henrik Oscarson이 말했습니다.

패스너가 사용될 위치에 따라 정확하게 적합한 볼트를 생산하기 위한 여러 가지 옵션이 있습니다.

생산 과정

냉간 단조

냉간 단조는 대형 강철 와이어 막대를 펼치고 길이에 맞게 자르는 것으로 시작됩니다. 강철의 등급은 ISO 8981의 요구 사항에 따라 산업 전반에서 표준화됩니다. 특수 도구를 사용하여 와이어는 적절한 형태로 냉간 단조됩니다. 이는 기본적으로 강철을 실온에서 고압으로 일련의 금형을 통해 강제로 통과시켜 성형하는 과정입니다. 도구는 상당히 복잡할 수 있으며, 백분의 일 밀리미터의 허용 오차로 최대 200개의 다양한 부분을 포함할 수 있습니다. 냉간 단조가 완벽하게 이루어지면, 볼트는 신속하게 대량으로 높은 균일도로 생산할 수 있습니다.

냉간 단조만으로 형상이 구현될 수 없는 더 복잡한 볼트 설계에는 추가적인 선회 또는 드릴링이 필요할 수 있습니다. 선회는 볼트를 고속으로 회전시키면서 강철을 절단하여 원하는 형태와 디자인을 만드는 방식입니다. 드릴링은 볼트를 통해 구멍을 만드는 데 활용될 수 있습니다. 필요한 경우, 일부 볼트에는 이 과정 단계에서 와셔가 부착될 수 있습니다.

열처리

열처리는 모든 볼트에 대한 표준 과정으로, 강철을 경화시키기 위해 볼트를 극한의 온도에 노출시키는 것입니다. 스레드는 보통 열처리 전에 적용되며, 이때 강철이 더 부드러울 때 롤링 또는 절단 방식으로 이루어집니다. 롤링은 냉간 단조와 유사하게 강철을 금형을 통해 통과시켜 스레드를 형성하고 성형하는 과정입니다. 절단은 스레드를 형성하기 위해 강철을 절단하고 제거하는 것입니다.

열처리는 강철의 성질을 변화시켜 더 단단하게 만들기 때문에, 사전에 스레드를 적용하는 것이 더 쉽고 비용 효과적입니다. 그러나 열처리 후 스레드를 적용하면 피로 성능이 더 좋아집니다.

열처리는 열 자국과 볼트의 경미한 손상을 일으킬 수 있습니다,라고 Henrik Oscarson이 설명합니다. 이러한 이유로, 일부 고객은 특히 엔진 및 실린더 헤드 볼트와 같은 응용 프로그램에 대해 열처리 후 스레드를 요구합니다. 이는 경화된 강철을 형성해야 하므로 더 비싼 과정이지만, 스레드가 더 잘 유지됩니다.

크기 및 표면

볼트의 길이가 볼트 직경의 10배를 초과하는 경우, 열처리는 강철이 원래의 강철 와이어의 원형으로 되돌아가게 하는 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 보통 직선으로 만들기 위한 과정이 필요합니다.

표면 처리의 선택은 볼트의 용도와 고객의 요구에 따라 결정됩니다. 일반적으로 패스너의 주요 우려사항은 부식 저항이며, 따라서 전해처리를 통해 아연 도금하는 것이 일반적인 해결책입니다. 이는 볼트를 아연을 포함한 액체에 잠그고 전류를 흐르게 하여 아연이 볼트 위에 코팅을 형성하게 하는 과정입니다. 그러나 전해처리는 수소 취성을 증가시킬 수 있는 위험이 있습니다. 또 다른 옵션은 아연 조각으로, 이는 더 높은 부식 저항을 제공하나 비용이 더 비쌉니다.

부식 저항이 문제가 되지 않는 경우 – 예를 들어 엔진 내부나 기름에 자주 노출되는 응용 프로그램 – 인산염을 사용하는 것이 더 비용 효과적인 옵션입니다. 표면 처리가 완료되면, 일반적으로 표준 볼트는 포장할 준비가 된 상태입니다. 그러나 더 발전된 디자인은 브래킷과 같은 추가 조립이 필요할 수 있습니다. 다른 볼트는 잠금 패치 또는 액체 패치와 같은 형태의 패칭이 필요할 수 있습니다. 잠금 패치는 스레드 위에 두꺼운 나일론 층으로 구성되어 그립을 개선하는 데 도움이 됩니다. 액체 패치는 스레드 형성 토크를 개선하는 데 도움이 됩니다.

이 단계들이 완료되면, 볼트는 마감 처리가 완료됩니다. 이제 남은 것은 볼트가 포장되어 출하될 수 있도록 균일성과 일관성을 보장하기 위한 품질 검사가 필요합니다.

생산 과정 요약:

1. 와이어 - 풀리고, 직선으로 만들어지며, 길이에 맞게 잘림.
2. 냉간 단조 - 실온에서 강철을 적절한 형태로 성형.
3. 볼트 헤드 - 고압에서 다양한 금형으로 강철이 강제로 통과되며 점진적으로 형성됨.
4. 스레드 - 롤링 또는 절단하여 스레드가 형성됨.
5. 열처리 - 볼트를 극한의 열에 노출시켜 강철을 경화.
6. 표면 처리 - 응용 프로그램에 따라 달라짐. 아연 도금은 부식 저항을 증가시키기 위해 일반적임.
7. 포장/저장 - 균일성과 일관성을 보장하는 품질 검사 후 볼트 포장됨.

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