유체 제어 산업의 핵심 구성 요소인 앵글 시트 밸브는 식품, 제약, 화학 및 자동화 생산 라인에서 널리 사용됩니다. 핵심 기능은 열고 닫는 동작을 통해 미디어의 흐름을 정밀하게 제어하는 것입니다. 앵글 시트 밸브의 성능은 재료 선택 및 구조 설계뿐 아니라 성형 공정에 따라 달라집니다. 적절한 성형 공정은 밸브 본체와 밸브 코어의 치수 정확성과 표면 품질을 보장할 뿐만 아니라 제품의 내압성, 내식성 및 장기-신뢰성을 크게 향상시킵니다. 이 기사에서는 앵글 시트 밸브의 주요 성형 공정 단계에 대한 자세한 분석을 제공하고 원자재 전처리부터 최종 제품 형성까지 핵심 기술 사항을 탐구합니다.
원료 전처리 및 선택이 성형에 미치는 근본적인 영향
앵글 시트 밸브의 성형 공정은 원자재 선택 및 전처리부터 시작됩니다. 주류 밸브 본체 재질은 일반적으로 304 또는 316L 스테인리스강(식품/의료 등급 위생 요건 충족), 황동(일반 산업 매체에 적합) 또는 엔지니어링 플라스틱(부식성 환경에서 사용하기 위한 PP 및 PVDF 등)입니다. 스테인레스 스틸을 예로 들면, 성형 과정에서 불순물로 인해 발생하는 기공이나 균열을 방지하기 위해 먼저 원료의 표면 산화 처리(산세척, 부동태화 등)를 거쳐야 합니다. 주조 블랭크를 사용하는 경우 합금 조성이 설계 기준을 충족하는지 확인하기 위해 스펙트럼 분석이 필요하며 적절한 가공 여유를 보장하기 위해 블랭크의 치수를 검증해야 합니다. 플라스틱(예: PVDF)으로 제작된 앵글 시트 밸브의 경우 사출 성형 공정 중 수분 증발로 인해 발생하는 기포 및 결함을 방지하기 위해 원료를 사전 건조해야 합니다(수분 함량은 0.02% 미만이어야 함).-
주요 구조 성형: 공동 주조, 단조 및 가공
앵글 시트 밸브의 주요 구조(밸브 본체 및 시트)는 작동 요구 사항에 따라 주조, 단조 및 직접 가공으로 형성될 수 있습니다. 주조 및 단조가 가장 일반적인 공정입니다.
(I) 캐스팅: 복잡한 구조의 저비용-구현
복잡한 구조(예: 다중 흐름 경로 및 특수{0}}모양의 공동)가 있는 앵글 시트 밸브 본체의 경우 모래 주조 또는 정밀 주조(예: 로스트 왁스 주조)가 선호되는 옵션입니다. 사형주조는 대규모-생산에 적합합니다. 모래주형은 나무나 금속주형을 만들어서 만듭니다. 용융 금속(예: 316L 스테인레스 스틸)을 금형 캐비티에 붓고 냉각하여 금형을 형성합니다. 이 공정의 핵심은 주입 온도(일반적으로 1520-1580도)와 주입 속도를 제어하여 냉각 불균일로 인한 수축 및 핀홀과 같은 결함을 방지하는 것입니다. 왁스 몰드-세라믹 쉘-소성-주조 공정을 통한 정밀 주조는 ±0.3mm의 치수 정확도를 달성할 수 있어 고정밀 밸브 본체(예: 멸균 의료용 앵글 시트 밸브)의 소규모 배치 생산에 적합합니다.
(II) 단조: 고강도 요구사항에 선호되는 방법-
앵글 시트 밸브가 고압(예: 1.6 MPa 이상) 또는 빈번한 개폐 조건을 받는 경우, 단조 공정은 금속 섬유를 연속적으로 분포시켜 밸브 본체 강도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 개방형 단조 또는 다이 단조가 일반적으로 사용됩니다. 스테인레스 스틸 스톡 바를 1100~1200도까지 가열한 후 프레스를 사용하여 거친 밸브 본체 블랭크로 성형합니다. 단조 공정의 핵심은 금형 설계와 단조 비율(일반적으로 3 이상)을 제어하여 치밀한 내부 구조를 보장하는 것입니다. 그런 다음 내부 응력을 제거하기 위해 노멀라이징 및 템퍼링 처리가 필요하며, CNC 가공을 사용하여 흐름 채널 및 장착 구멍과 같은 미세 구조의 형성을 완료합니다.
(III) 직접 가공: 단순한 구조에도 효율성 보장
간단한 플라스틱 앵글 시트 밸브(예: 소형 플라스틱 공압 앵글 시트 밸브)의 경우 사출 성형 또는 직접 CNC 가공을 사용할 수 있습니다. 사출 성형은 사전{1}}처리된 플라스틱 펠렛을 용융 상태로 가열하고(예: PVDF는 250-280도까지 가열해야 함) 이를 금형 캐비티에 주입한 후 냉각 및 응고시킵니다. 이 공정은 매우 효율적이지만(단일{8}}부품 사이클은 수십 초 밖에 걸리지 않지만, 뒤틀림을 방지하려면 엄격한 금형 온도 제어(일반적으로 80~120도)가 필요합니다. CNC 가공에서는 바 스톡(예: 황동 또는 스테인리스강)을 직접 사용하고 선삭 및 밀링과 같은 공정을 통해 부품을 형성합니다. 소규모 배치 맞춤형 제품에 적합하며 IT7 수준 이상의 가공 정확도를 달성할 수 있습니다.
씰링 및 기능성 부품 성형: 정밀 제조의 핵심 단계
앵글 시트 밸브의 밀봉 성능은 신뢰성에 직접적인 영향을 미치므로 밸브 시트 및 밀봉 링과 같은 부품의 성형 공정은 높은 정밀도와 일관성 요구 사항을 충족해야 합니다.
(I) 밸브 시트 몰딩: 하드 씰과 소프트 씰의 차별화된 가공
단단하게 밀봉된-밸브 시트(예: 스테인리스강 시트)는 일반적으로 연삭기를 사용하여 밀봉 표면 거칠기를 Ra 0.8μm 미만으로 제어하여 밸브 코어와 선형 접촉 밀봉을 생성하는 기계 가공됩니다. 연질-밀폐 밸브 시트(예: PTFE 및 고무)는 일반적으로 성형됩니다.{4}}PTFE 분말은 모양을 설정하기 위해 380-400도에서 소결됩니다.-또는 고무(예: EPDM)를 금형에 사출 성형합니다. 성형 후 내부 응력을 제거하기 위해 어닐링이 필요하며 밀봉 효과를 확인하기 위해 헬륨 질량 분석기 등 기밀 테스트를 수행합니다.
(II) 씰링 링 성형: 재료 특성과 금형의 일치
고무 밀봉 링(예: O-링)은 일반적으로 사출 성형이나 압출을 통해 생산됩니다. 사출 성형은 단면이 복잡한 작은-크기의 밀봉 링(예: 별-모양의 링)에 적합합니다. 금형에는 균일한 재료 충전을 보장하기 위해 정밀하게 설계된 유동 경로 시스템이 필요합니다. 긴 씰(예: 밸브 스템 씰)에는 압출 성형이 사용됩니다. 금형이 완성된 후 탄성과 노화 저항성을 높이기 위해 가황 처리를 거칩니다. 불소고무 등 특수소재의 경우 소재의 분해를 방지하기 위해 성형온도를 조절(보통 200도 이하)해야 합니다.
표면 처리 및 최종 조립: 성형 공정의 무결성
성형 후 앵글 시트 밸브는 내식성과 심미성을 더욱 향상시키기 위해 표면 처리가 필요합니다. 스테인레스 스틸 밸브 본체는 종종 광택 처리(기계적으로 거울 또는 무광 마감 처리) 또는 전해 연마(미세한 표면 돌출부를 제거하고 Ra를 0.1μm 미만으로 줄임)됩니다. 플라스틱 밸브 본체에는 내마모성을 높이기 위해 긁힘 방지 코팅이 스프레이되어 있습니다.- 마지막으로 밸브 본체, 밸브 코어, 씰 및 기타 구성 요소가 자동화된 조립 라인에서 조립됩니다. 최종 검사에는 성형 공정의 최종 품질이 설계 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위한 압력 테스트(예: 누출 없이 30분간 공칭 압력의 1.5배 압력 유지) 및 수명 테스트(예: 100,000회 개폐 주기)가 포함됩니다.
앵글 시트 밸브의 성형 공정은 재료 과학, 기계 가공 및 정밀 제조 기술의 포괄적인 융합입니다. 원자재 전처리부터 주요 구조 성형 및 밀봉 부품의 정밀 제조에 이르기까지 모든 단계에는 공정 매개변수 및 품질 관리 노드에 대한 엄격한 제어가 필요합니다. 산업 자동화가 발전함에 따라 앵글 시트 밸브 성형의 향후 개발은 지능형(예: AI-기반 금형 최적화) 및 친환경(예: 저-에너지 주조 기술) 기술을 향해 더욱 발전하여 보다 까다로운 유체 제어 시나리오의 요구 사항을 충족할 것입니다.