직결나사 제조 공정: 선재부터 완제품까지

선재 코일부터 완성된 나사까지

다이어그램은 가능한 생산 경로 중 하나입니다. 기계 및 나사 설계에 따라 포인트 성형 및 나사 전조가 다른 순서로 발생할 수 있습니다. 실제 라인의 처리, 블랭크 치수 및 후속 변형을 검증합니다.

셀프 드릴링 스크루는 강철 선재 코일로 시작하여 포장 준비가 완료되기까지 6~8개의 제조 단계를 거칩니다. 이 전체 프로세스를 이해하면 나사 제조업체가 각 단계를 최적화하는 데 도움이 되며 구매자는 한 나사가 다른 나사보다 나은 이유를 이해하는 데 도움이 됩니다.

이 가이드는 드릴 포인트 다이가 공정에서 어디에 적합한지, 그리고 이것이 전체 나사 품질에 중요한 이유에 특별한 주의를 기울여 각 생산 단계를 안내합니다.

참고: 아래 나열된 프로세스 매개변수는 업계에서 일반적으로 사용되는 일반적인 값입니다. 실제 매개변수는 장비, 재료 공급업체, 제품 사양 및 생산 환경에 따라 달라집니다. 이는 보편적인 표준이 아닌 실용적인 참고 자료로 제공됩니다.

단계 1: 선재 신선(인발)

무슨 일이 일어나는가

원료 강철 선재 로드(일반적으로 5.5–12 mm 직경)는 생산되는 스크류 크기에 대한 목표 선재 직경으로 줄이기 위해 점점 더 작은 탄화물 금형 시리즈를 통해 인발됩니다.

일반적인 매개변수

• 선재 재질: SAE 1018–1022(탄소강) 또는 AISI 304/316(스테인리스)가 일반적인 선택입니다.
• 인발 속도: 장비 및 선재 크기에 따라 다름
• 표면 처리: 인산염 코팅 + 드로잉 윤활제(비누)가 표준 방식입니다.
• 직경 공차: ±0.02 mm가 일반적인 목표입니다.

드릴 선단 품질이 중요한 이유

선재 직경 일관성은 드릴 선단 일관성에 직접적인 영향을 미칩니다. 선재 직경이 다양하면 동일한 드릴 포인트 다이스가 다양한 깊이와 형상의 점을 생성합니다. 이것이 바로 많은 나사 제조업체가 최소 표준이 허용하는 것보다 더 엄격한 선재 공차를 지정하는 이유입니다.

스테이지 2: 콜드 헤딩(머리 형성)

무슨 일이 일어나는가

인발된 선재는 다음과 같은 콜드 헤더 기계로 공급됩니다.

1. 선재를 올바른 블랭크 길이로 절단합니다.
2. 한쪽 끝을 압조하여(변형) 나사 머리 모양(육각, 팬, 웨이퍼 등)을 형성합니다.
3. 생크를 필요한 단면 형상으로 압출해 성형합니다.

이는 지속적으로 처리량이 많은 작업입니다. 사이클 속도는 나사 크기와 헤드 복잡성에 따라 달라집니다.

일반적인 매개변수

• 블랭크 길이 공차: ±0.1 mm는 일반적인 목표입니다(중요 - 후속 드릴 선단 깊이에 영향을 미침)
• 헤드 동심도: 0.05 mm 이내가 일반적인 벤치마크입니다.
• 기계: 2-금형 2-blow(단순 헤드) 또는 3-금형 3-blow(복잡한 헤드)

드릴 선단 품질이 중요한 이유

블랭크 길이 허용 오차는 드릴 선단 일관성을 위한 가장 중요한 업스트림 요소 중 하나입니다. 블랭크 길이에 편차가 있으면 드릴 선단 성형 금형에 유입되는 소재 체적이 달라져 홈 깊이가 일정하지 않을 수 있습니다.

스테이지 3: 나사 전조

무슨 일이 일어나는가

헤드 블랭크는 나사 전조 기계를 통과하며, 여기서 두 개의 평평한 금형 또는 원통형 롤이 생크에 나사산 프로파일을 소성적으로 형성합니다. 재료가 제거되지 않습니다. 나사산은 금속을 소성 유동시켜 형성합니다.

일반적인 매개변수

• 스레드 형태: 셀프 태핑 나사에 대한 IFI 또는 DIN 사양에 따름
• 롤링 속도: 기계 및 나사 크기에 따라 다름
• 나사 장경 공차: 사양당(일반적으로 ±0.05 mm)

드릴 선단에 연결

다이어그램은 가능한 생산 경로 중 하나입니다. 기계 및 나사 설계에 따라 포인트 성형 및 나사 전조가 다른 순서로 발생할 수 있습니다. 실제 라인의 처리, 블랭크 치수 및 후속 변형을 검증합니다.

• 나사 전조 프로세스는 블랭크를 약간 늘려 포인트 길이에 영향을 줄 수 있습니다.
• 롤링 힘으로 인해 사전 형성된 드릴 선단이 왜곡될 수 있음
• 나사 전조 중에 날카로운 드릴 선단이 없으면 블랭크를 처리하기가 더 쉽습니다.

4 단계: 드릴 선단 형성 중(금형이 들어오는 곳)

무슨 일이 일어나는가

이는 드릴 포인트 다이스가 자체 드릴링 팁을 형성하는 중요한 단계입니다. 스크류 블랭크가 선단 성형 기계에 로드되고 일치하는 드릴 포인트 다이스 쌍이 팁을 원하는 형상으로 냉간 단조합니다.

프로세스 세부정보

1. 블랭크는 팁이 돌출된 상태로 기계 콜릿에 고정됩니다.
2. 두 개의 금형 반쪽은 선단 성형 기계의 동작에 따라 성형 압력을 가합니다. 블랭크 회전은 보편적인 요구 사항이 아닙니다.
3. 금형은 금속을 다중 홈 드릴 선단 모양으로 소성 변형시킵니다.
4. 금형이 후퇴하고 완성된 나사가 배출됩니다.
5. 사이클 시간: 일반적으로 스크류당 1초 미만

일반적인 매개변수

• 금형 쌍: 나사 크기 및 L 시리즈에 특정한 일치 세트
• 기계: 전용 선단 성형 기계(콜드 헤더와 동일하지 않음)
• 포인트 형성 처리량은 장비, 선재 및 나사 형상에 따라 다릅니다.
• 선재, 기계 및 성형 접점에 대한 윤활제 및 전달 방법을 선택하십시오.

품질 결정 요인

이 단계에서 나사 품질은 다음에 따라 달라집니다.

• 금형 품질 — 형상, 표면 마감, 치수 정확도
• 금형 정렬 — 두 금형 반쪽의 동심도
• 기계 상태 — 가이드 부싱 마모, 스핀들 런아웃
• 블랭크 일관성 — 업스트림의 선재 직경 및 블랭크 길이

이것이 바로 드릴 포인트 다이스 품질이 완성된 스크류 품질에 큰 영향을 미치는 이유입니다. 금형의 형상은 생산되는 모든 나사에 직접 전달됩니다.

단계 5: 열처리

무슨 일이 일어나는가

성형 후 나사는 필요한 경도 프로파일을 얻기 위해 열처리됩니다. 열처리 경로는 나사 재질에 따라 다릅니다.

탄소강 나사(가장 일반적):

• 케이스 경화(침탄): 연성 코어로 단단한 표면층을 생성합니다.
• 공통 목표: 표면 경도 HRC 55–62, 코어 경도 HRC 30–40(이는 일반적인 범위입니다. 실제 사양은 나사 표준 및 최종 용도에 따라 다릅니다.)
• 이 조합을 통해 드릴 선단은 강철을 드릴링할 수 있을 만큼 견고하며, 나사 본체는 설치 중에 파손되지 않을 만큼 견고하게 유지됩니다.

스테인리스 나사:

• 오스테나이트 등급(304/316)은 침탄 처리를 통해 표면 경화할 수 없습니다. 이 등급의 전체 스테인레스 셀프 드릴링 스크루는 드릴 선단 경도에 대한 냉간 단조 공정의 가공 경화에 주로 의존합니다. 마르텐사이트계 재종(410)은 일반 경화 및 뜨임 처리가 가능합니다.
• 열처리는 나사 재질과 필요한 접합 성능에 따라 달라집니다. 탄소강은 표면 경화를 사용할 수 있습니다. 마르텐사이트 스테인리스강은 경화 및 템퍼링이 가능합니다. 오스테나이트 304/316은 동일한 방식으로 기존의 담금질 경화를 얻지 못하며 전체 오스테나이트 나사는 구조용 강철을 드릴링하는 데 자동으로 적합하지 않습니다. 바이메탈 루트는 팁/바디 재질, 용접 및 열처리 순서의 확인이 필요합니다.

일반적인 공정(탄소강)

1. 나사는 선재 메쉬 바구니 또는 트레이에 로드됩니다.
2. 제어된 분위기로에서 가열 - 일반적인 온도 범위는 침탄의 경우 850–930°C이지만 정확한 프로파일은 열처리로 유형, 스크류 재료 및 대상 사양에 따라 다릅니다.
3. 기름에 담금질
4. 템퍼링 — 일반적인 템퍼링 범위는 180–250°C이며 원하는 경도와 인성의 균형을 기준으로 조정됩니다.

이 온도 범위는 실제 생산에 사용되는 일반적인 값입니다. 이는 보편적인 표준이 아닙니다. 귀하의 재료 및 사양에 맞는 매개변수에 대해서는 열처리 제공업체에 문의하십시오.

중요한 포인트

• 코어 경도는 균형을 이루어야 합니다. 너무 단단하면 나사가 부서지기 쉽습니다. 너무 부드러워 서비스에 실패할 수 있습니다.
• 드릴 선단 영역은 대상 모재를 관통하기에 충분한 표면 경도를 달성해야 합니다.
• 과열은 금형이 신중하게 형성한 드릴 선단 형상을 손상시킬 수 있습니다.

6 단계: 표면 처리

무슨 일이 일어나는가

열처리 후 나사는 부식 방지 및 외관을 위해 표면 코팅을 받습니다.

코팅	방법	일반적인 염수 분무 시간	일반적인 응용
아연도금	전기도금	코팅 시스템, 두께, 패시베이션/실러, 테스트 종료점 및 필요한 염수 분무 기간을 지정합니다. B117 시간은 비교 실험실 결과이며 야외 서비스 연수로 직접 변환할 수 없습니다.	인테리어, 마일드
아연황색	전기도금 + 크로메이트	코팅 시스템, 두께, 패시베이션/실러, 테스트 종료점 및 필요한 염수 분무 기간을 지정합니다. B117 시간은 비교 실험실 결과이며 야외 서비스 연수로 직접 변환할 수 없습니다.	일반 옥외 용도
데이크로메트	딥코팅	코팅 시스템, 두께, 패시베이션/실러, 테스트 종료점 및 필요한 염수 분무 기간을 지정합니다. B117 시간은 비교 실험실 결과이며 야외 서비스 연수로 직접 변환할 수 없습니다.	높은 내식성이 요구되는 옥외 용도
아연-알루미늄 플레이크	딥코팅	코팅 시스템, 두께, 패시베이션/실러, 테스트 종료점 및 필요한 염수 분무 기간을 지정합니다. B117 시간은 비교 실험실 결과이며 야외 서비스 연수로 직접 변환할 수 없습니다.	자동차, 해양
기계적 아연도금	텀블링	코팅 시스템, 두께, 패시베이션/실러, 테스트 종료점 및 필요한 염수 분무 기간을 지정합니다. B117 시간은 비교 실험실 결과이며 야외 서비스 연수로 직접 변환할 수 없습니다.	무거운 나사

염수 분무 시간(ASTM B117에 따름)은 업계 내에서 비교 목적으로 사용되는 일반적인 참조 범위입니다. 그러나 ASTM B117 결과는 현장 성능을 직접적으로 예측하지 않습니다. 실제 내식성은 코팅 두께, 공정 품질, 환경 조건 및 노출 유형에 따라 다릅니다.

드릴 선단에 미치는 영향

표면 코팅은 드릴 선단을 포함하여 전체 나사에 얇은 층(일반적으로 5–25 μm)을 추가합니다. 이 코팅은 다음과 같은 일을 해서는 안 됩니다.

• 홈 형상 채우기(드릴링 성능 감소)
• 고르지 않게 쌓임(드릴 포인트가 중심에서 벗어나게 함)
• 드릴링 중 벗겨짐(철이 부식에 노출됨)

적절한 랙, 배럴 또는 딥 스핀 공정을 사용하고 실제 나사/코팅 시스템의 두께와 적용 범위를 제어하십시오.

7 단계: 품질 검사

표준 테스트

• 치수 검사(게이지 검사, 광학 측정)
• 경도 시험(표면 및 코어)
• 드릴링 성능 테스트(지정된 시간 내에 지정된 강철 두께를 드릴링)
• 토크 테스트(구동 토크 및 파단 토크)
• 염수분무시험(사양별 내식성)

드릴 선단 특정 테스트

• 점 동심도(나사 축 중심 드릴 선단)
• 홈 깊이 일관성(샘플 전체에서 측정)
• 확대하여 육안검사(표면품질, 대칭성)
• 기능성 드릴 테스트(테스트 플레이트를 통한 드릴링, 구멍 품질 측정)

8 단계: 포장 및 배송

완성된 나사는 다음과 같습니다.

• 계산됨(무게 또는 자동 카운터로)
• 골판지 상자, 비닐봉지 또는 대용량 용기에 포장
• 나사 사양, 수량, 로트번호, 제조일자가 표기되어 있습니다.
• 팔레트화 및 배송

전체 프로세스 흐름

선재 → 신선 → 냉간압조 → 나사 전조 → 드릴 선단 성형 → 열처리 → 표면 코팅 → 검사 → 포장
                                                           ↑
드릴 포인트 다이스
(이곳은 금형
품질이 가장 중요함)

각 단계가 다음 단계에 영향을 미치는 이유

셀프 드릴링 스크루 제조 공정은 체인입니다. 각 단계는 이전 단계의 품질에 따라 달라집니다.

• 불량한 선재 → 일관성 없는 블랭크 → 일관성 없는 드릴 선단
• 불량한 헤딩 → 잘못된 블랭크 길이 → 잘못된 홈 깊이
• 금형 품질 불량 → 드릴 형상 불량 → 드릴링 실패
• 열처리 불량 → 포인트가 너무 무르다 → 드릴할 수 없거나 너무 부서지기 쉬움 → 포인트 파손
• 코팅 불량 → 홈 충진 → 드릴링 성능 저하

이것이 바로 숙련된 나사 제조업체가 최종 검사뿐 아니라 모든 단계를 중요하게 여기는 이유입니다.

ZLD Precision Mold 소개

ZLD Precision Mold는 4단계에서 사용하는 드릴 선단 성형 금형을 전문으로 제조합니다. 선단 형상은 완성 나사의 성능에 영향을 줍니다. 창업자는 2000년부터 드릴 포인트 다이스 분야에 종사하며, 전후 제조 공정과 금형의 관계를 바탕으로 사양을 검토해 왔습니다.

전체 금형 사양 보기 또는 저희에게 연락주세요를 통해 생산 요구 사항을 논의하세요.

관련 글

• 드릴 포인트 다이스란 무엇입니까? 셀프 드릴링 스크루 툴링에 대한 전체 가이드
• 냉간 단조 대 가공: 드릴 선단이 절단이 아닌 단조인 이유
• 드릴 포인트 다이스 문제 해결 — 5 일반적인 오류 및 근본 원인 수정
• 고정밀 금형