나사는 어떻게 만들어지나요? 스테인레스 스틸 나사 제조에 대한 완벽한 가이드

대부분의 스테인레스 스틸 나사는 스톡 바에서 절단되지 않습니다. 많은 엔지니어를 놀라게 할 속도로 와이어로 냉간 성형한 다음 나사산을 감고 청소하고 검사합니다. 각 단계마다 완성된 스크류에 결의 흐름, 표면 마감, 나사산 정확도 및 부식 성능 등의 지문이 남습니다. 이 기사에서 나사라는 단어는 볼트 및 기타 머리 나사형 패스너를 포함합니다. 프로세스를 이해하면 구매하는 부품에 대해 더 나은 질문을 할 수 있고 동일한 치수를 가진 두 개의 나사가 동일한 어셈블리에서 매우 다르게 작동할 수 있는 이유를 인식할 수 있습니다.

출발점: 스테인레스 스틸 와이어

모든 나사는 일반적으로 직경 5.5mm ~ 25mm의 강철 선재로 시작하며 강도와 내식성을 위해 선택된 등급으로 공급됩니다. 스테인리스강 패스너의 가장 일반적인 오스테나이트 등급은 304/304L 및 316/316L입니다. 316L 등급에는 염화물과 산에 대한 저항성을 향상시키는 몰리브덴이 포함되어 있어 해양, 화학 및 식품 가공 환경에서 선호되는 선택입니다. 성형하기 전에 로드를 산세척하여 스케일을 제거하고 적절한 인발 윤활제로 코팅한 다음 일련의 카바이드 다이를 통해 인발하여 제작되는 스크류 크기에 필요한 정확한 직경에 도달합니다.

와이어 드로잉은 단지 직경에 관한 것이 아닙니다. 또한 헤더 다이를 채울 블랭크의 부피와 헤더가 처리할 수 있는 와이어 경도를 제어합니다. 너무 단단한 와이어는 헤딩 다이에 균열이 생길 수 있습니다. 너무 부드러운 와이어는 날카로운 머리 모서리를 채우지 못할 수 있습니다. 그렇기 때문에 제조업체는 생산 전에 입고되는 자재 인증서, 인장 강도, 표면 결함을 확인합니다.

냉간 헤딩: 헤드 성형

냉간압조는 현대 스크류 제조의 핵심입니다. 인발된 와이어의 길이는 정확한 블랭크 중량으로 절단되고, 일련의 다이를 통해 전달되며, 고속으로 펀치로 두드려집니다. 충격으로 인해 강철이 머리 모양으로 흘러 들어가게 됩니다. 육각 머리, 팬 머리, 카운터성크 머리, 플랜지 및 사각형 목은 모두 금속을 가열하지 않고도 형성할 수 있습니다. 재료가 흐르기 때문에 입자 구조는 절단에 의해 방해받지 않고 헤드의 윤곽을 따릅니다. 이것이 바로 냉간 머리 스크류가 동일한 재료로 가공된 스크류보다 더 강하고 신뢰성이 높은 주된 이유입니다.

냉간 성형 헤드의 일반적인 예 중 하나는 육각 소켓 헤드 캡 나사입니다. 내부 육각 소켓은 가공된 블랭크에서 분리되지 않습니다. 헤더에서 압출되어 입자 구조가 연속적으로 유지됩니다.

DIN 912 스테인레스 스틸 육각 소켓 머리 캡 나사 콜드 헤딩은 내부 육각형 소켓을 압출하여 입자 구조를 연속적으로 유지합니다. 토크 설치 및 고하중에서의 강력한 체결이 필요한 기계 장비 연결에 적합합니다. 제품보기 →

또한 냉간압조는 목재 및 구조적 연결에 자주 사용되는 사각 목이 있는 버섯머리와 경제적으로 절단할 수 없는 비표준 형상과 같은 특수한 머리 모양을 생성합니다.

스레드 롤링: 스레드 형성

헤드가 형성된 후 블랭크에는 스레드가 없습니다. 다음 단계는 스레드 성형이라고도 불리는 스레드 롤링입니다. 블랭크는 평평한 다이 사이 또는 능선과 홈이 필요한 나사산의 거울상인 회전하는 원통형 다이 사이에 압착됩니다. 다이가 강철을 압축함에 따라 재료가 바깥쪽으로 밀려나 뿌리와 꼭대기를 형성합니다. 칩이 없고 재료 손실이 없습니다.

롤링된 스레드에는 여러 가지 장점이 있습니다.

• 스레드의 입자 흐름은 프로파일을 따르므로 더 높은 피로 강도를 제공합니다.
• 측면 표면은 절단된 나사산보다 매끄러워 마찰을 줄이고 잠금 동작을 향상시킵니다.
• 특히 피치 직경과 플랭크 각도의 경우 치수 일관성이 높습니다.
• 대량 배치의 경우 생산이 빠르고 경제적입니다.

나사산 절단은 매우 큰 직경, 샘플 또는 구르기에 충분히 연성이 없는 재료에 사용됩니다. M2~M20 크기의 대부분의 스테인리스강 나사의 경우 롤링이 표준입니다.

DIN 933에 따라 생산된 완전 나사식 육각 머리 나사가 전형적인 예입니다. 머리는 냉간 머리이고 생크의 전체 길이는 한 번에 롤링됩니다.

DIN 933 스테인레스 스틸 풀 스레드 육각 머리 볼트 완전 나사식 설계는 견고한 응용 분야에 강력한 연결을 제공합니다. 냉간 압연 및 원패스 압연으로 중장비, 산업기계, 건설 등에 적합합니다. 제품보기 →

열처리 및 표면 마무리

일반적인 오해 중 하나는 스테인레스 스틸 나사가 용광로 열처리로 경화된다는 것입니다. 실제로 304 및 316L과 같은 오스테나이트 등급은 열처리로 경화될 수 없습니다. 이들의 강도는 신선 및 냉간 압조에 의한 냉간 가공에서 비롯됩니다. 심한 성형 후 잔류 응력을 완화하기 위해 저온 처리를 적용할 수 있으며 재료가 너무 많이 가공 경화된 경우 어닐링을 통해 연성을 회복할 수 있습니다.

410 또는 420과 같은 마르텐사이트계 스테인리스강은 다릅니다. 담금질 및 템퍼링을 통해 경화되며 더 높은 경도와 내마모성이 필요한 곳에 사용됩니다. 산업용 오스테나이트 패스너의 경우 A2-70 또는 A4-80이라는 문구는 이미 냉간 가공을 통해 달성되는 특성 등급을 알려줍니다.

성형 및 열처리 후 나사를 세척하여 윤활제와 금속 미세분을 제거한 다음 질산 또는 구연산 욕조에서 부동태화합니다. 부동태화는 표면에서 유리 철을 용해시키고 스테인레스 스틸에 내식성을 부여하는 천연 산화 크롬 층을 촉진합니다. 더 밝고 매끄러운 표면을 위해 전해연마를 지정할 수 있습니다.

나사 제조의 품질 관리

품질 관리는 들어오는 와이어에서 포장된 상자까지 실행됩니다. 생산 라인에서는 블랭크 크기, 헤드 채우기, 나사 피치 직경, 경도 및 시각적 표면 상태를 모니터링합니다. 최종 무작위 샘플은 해당 표준에 따라 테스트됩니다. 아래 표에는 일반적인 점검 사항이 요약되어 있습니다.

표준은 큰 역할을 합니다. ISO 3506-1은 스테인리스강 패스너의 속성 등급을 정의합니다. A2-70은 최소 인장 강도가 700MPa인 오스테나이트계 304형 패스너를 의미하고, A4-80은 800MPa의 316형 패스너를 의미합니다. 책임 있는 공급업체는 모양이 허용될 때마다 머리에 표시를 하고 추적 가능한 기록이 뒷받침되는 테스트 인증서를 제공합니다.

제조 공정이 구매자에게 중요한 이유

나사가 어떻게 만들어지는지 알면 나사 구매 방식이 달라집니다. 냉간 압연 나사는 일반적으로 피로 하중을 받는 절단 또는 가공 나사보다 더 나은 성능을 발휘하므로 엔진, 철도 차량, 풍력 터빈 및 강철 구조물에서 선호됩니다. 그러나 이 공정은 와이어가 깨끗하고, 다이가 유지관리되고, 검사 프로그램이 실제일 때만 제대로 작동합니다.

주문하기 전에 재료 인증서, 속성 등급 표시, 치수 테스트 보고서 및 염수 분무 데이터를 요청하십시오. 공장을 방문하거나 생산에 대한 비디오 증거를 요청하십시오. 마모된 냉간압조 다이는 육안으로 볼 수 없는 헤드 아래에 균열을 남길 수 있으며 불량 배치는 내부 결함을 숨기면서 간단한 치수 검사를 통과할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 공급업체는 이러한 위험을 어떻게 통제하는지 보여줄 것입니다.

귀하의 응용 분야에 대한 실제 사양을 정의하려면 다음을 읽어 보십시오. 스테인레스 스틸 볼트 선택 가이드 .

특별한 머리 모양도 같은 공정으로 만들어집니다. 예를 들어, 정사각형 목이 있는 버섯 머리는 목재 또는 구조적 연결에서 회전을 방지하기 위해 머리 아래에 정사각형 칼라가 있는 냉간 머리입니다.

DIN 603 스테인레스 스틸 버섯 머리 스퀘어 넥 볼트 사각형 목이 있는 반원형 헤드는 회전을 방지하여 목재 및 금속 조인트에 이상적입니다. 짧은 실은 가구와 구조적 연결에 사용되는 목재와 같은 부드러운 재료에 적합합니다. 제품보기 →

이는 제조업체가 카탈로그 표준뿐만 아니라 툴링 설계를 이해하고 있음을 입증하는 일종의 변형입니다.

나사 제조는 정밀 성형 분야입니다. 나사가 어떻게 만들어지는지 알게 되면 와이어의 품질, 다이의 상태, 스레드 롤링의 안정성 및 검사 데이터의 완전성을 기준으로 공급업체를 평가할 수 있습니다. 가격만 비교하는 것보다 훨씬 의미가 깊습니다.