12B 롤러 체인 제조 공정

12B 롤러 체인 제조 공정: 핵심 산업용 변속 부품의 정밀 생산 논리 공개

전 세계 산업용 동력 전달 및 자재 운반 분야에서 12B 롤러 체인은 넓은 동력 범위, 안정적인 하중 지지력, 간편한 설치 및 유지보수 덕분에 광산 기계, 농업 장비, 조립 라인 컨베이어 시스템에 필수적인 동력 전달 장치로 자리 잡았습니다. 고하중, 고빈도 작동 환경에서도 12B 롤러 체인의 장기적인 신뢰성은 엄격하고 정교한 제조 공정에 달려 있습니다. 원자재 선정부터 완제품 생산에 이르기까지 모든 단계에서 세심한 관리가 체인의 수명, 동력 전달 효율, 그리고 위험에 대한 복원력을 결정하는 데 매우 중요합니다. 오늘은 12B 롤러 체인의 전체 제조 공정을 자세히 살펴보고, 이 "고품질 체인"의 기술적 특징을 설명하겠습니다.

1. 공정 기본 사항: 12B 롤러 체인의 표준 위치 지정 및 재료 선택 로직

공정 세부 사항을 살펴보기 전에 12B 롤러 체인의 "공정 기준"을 먼저 명확히 하는 것이 중요합니다. ANSI B29.1(미국 체인 표준) 및 ISO 606(국제 체인 표준)을 준수하는 이 동력 전달 체인은 피치(19.05mm), 롤러 직경(11.91mm), 내부 세그먼트 폭(12.57mm)과 같은 핵심 치수가 표준화되어 고정되어 있습니다. 이 공정의 핵심 목표는 이러한 표준을 충족하면서 재료 및 가공 기술을 통해 최대 성능을 달성하는 것입니다.

1. 공정 호환성을 고려한 핵심 소재 선정

12B 롤러 체인의 각 구성 요소는 서로 다른 하중 조건에 따라 각기 다른 재료와 전처리 공정을 필요로 합니다.

핀과 롤러: 충격과 마찰을 견뎌야 하는 체인 구동 장치의 핵심 부품으로 SUJ2 고탄소 크롬 베어링강(국내 GCr15강과 동등)이 사용됩니다. 이 소재는 먼저 구상화 열처리 전처리를 거쳐야 하는데, 이는 강재를 780~820°C로 4~6시간 동안 가열한 후 500°C 이하로 서서히 냉각하는 과정입니다. 이 공정을 통해 소재의 경도(브리넬 경도 ≤ 207 HB)가 낮아지고 가공성이 향상되며, 후속 열처리 시 균일한 미세구조를 형성하여 담금질 중 균열 발생을 방지합니다.

체인 플레이트 및 부싱: 체인 플레이트는 인장 하중을 견뎌야 하므로 ST52-3 저탄소 합금 구조강(인장 강도 ≥ 520 MPa)이 사용됩니다. 담금질 후 고온 템퍼링 공정을 통해 경도를 HB220-250까지 높여 인장 강도와 파손 방지를 위한 일정 수준의 인성을 확보합니다. 부싱은 20CrMnTi 침탄강으로 제작되며, 표면 경도를 높여 핀과의 슬라이딩 마찰을 견딜 수 있도록 추가 침탄 공정을 거칩니다.

II. 핵심 제조 공정: "원자재"에서 "체인 링크"로의 정밀 변환

12B 롤러 체인의 제조에는 8개의 핵심 공정이 포함되며, 각 공정은 정밀도와 성능을 보장하기 위해 공정 매개변수에 대한 엄격한 제어가 필요합니다.

1. 원료 전처리: 가공을 위한 기반 마련

녹 및 기름 제거: 작업장에 입고된 모든 강철은 먼저 알칼리성 탈지조(50~60°C, 15~20분 침지)에 담가 표면의 기름을 제거합니다. 그런 다음 염산(15~20% 농도, 상온에서 8~12분 침지)으로 산세척하여 스케일을 제거합니다. 마지막으로 깨끗한 물로 헹구고 건조하여 불순물이 후속 가공의 정확도에 영향을 미치지 않도록 합니다.

정밀 절단: 부품 크기에 따라 CNC 톱질 또는 레이저 절단을 사용하여 절단합니다. 핀 절단 길이 공차는 ±0.1mm 이내로 제어해야 하며, 체인 플레이트 절단 시에는 후속 스탬핑 공정 중 변형을 방지하기 위해 종횡비 편차를 ≤0.05%로 유지해야 합니다.

2. 주요 부품의 정밀 가공: 밀리미터 수준의 정밀도

체인 플레이트 스탬핑 및 펀칭: 체인 플레이트 스탬핑 및 펀칭은 "연속 프로그레시브 다이"를 사용하는 CNC 펀치 프레스에서 수행됩니다. 먼저 체인 플레이트의 외곽선을 펀칭한 후 양쪽 끝의 핀 구멍을 펀칭합니다. 구멍 위치 공차는 H7(공차 범위 0-0.018mm)으로 제어해야 하며, 핀과의 정밀한 결합을 위해 구멍 중심 거리 오차는 ≤0.05mm여야 합니다. 스탬핑 후에는 날카로운 모서리로 인한 작업자 부상이나 조립 방해를 방지하기 위해 디버링(연삭 휠 또는 진동 연삭기 사용)이 필요합니다. 롤러 냉간 단조: SUJ2 강재는 다중 스테이션 냉간 단조기를 사용하여 한 단계로 성형됩니다. 와이어를 먼저 단조한 다음 롤러 형상으로 압출하고 마지막으로 펀칭(슬리브 삽입용)합니다. 냉간 단조 공정 중에는 롤러의 진원도 오차가 ≤0.03mm가 되도록 다이 온도(≤200°C)와 압력(300-400MPa)을 제어하여 작동 중 편심 마모를 방지해야 합니다.
핀 마무리: 핀은 먼저 센터리스 연삭기(외경 공차 ±0.05mm)를 사용하여 황삭 가공한 후, 원통형 연삭기를 사용하여 최종 치수(공차 H8, 0-0.022mm)로 정밀 연삭합니다. 표면 조도 Ra ≤0.8μm가 유지됩니다. 이처럼 매끄러운 표면은 슬리브와의 마찰을 줄여 수명을 연장합니다.

3. 열처리: 부품에 "강력한 핵심 성능" 부여
체인 플레이트 열처리: 스탬핑 후, 체인 플레이트를 연속식 담금질로에 넣고 850~880°C에서 30분간 유지한 후 오일 담금질합니다. 그런 다음 550~600°C의 열처리로에서 2시간 동안 처리합니다. 최종 경도는 HB220~250에 도달하고 인장 강도는 800MPa 이상으로 증가하여 12B 체인의 정격 인장 하중(≥18.8kN)을 견딜 수 있도록 합니다. 핀 및 롤러 담금질 + 저온 템퍼링: SUJ2 핀과 롤러는 메쉬 벨트 담금질로에서 830-850°C로 가열(25분간 유지)한 후 오일 담금질하고, 160-180°C에서 2시간 동안 저온 템퍼링하여 표면 경도 HRC 58-62, 심부 경도 HRC 30-35를 얻습니다. 이러한 "단단한 외부, 강인한 내부" 구조는 마모에 강하고 충격을 완화하여 파손을 방지합니다. 슬리브 침탄 및 담금질: 20CrMnTi 슬리브를 침탄로에 넣고 메탄올과 프로판(침탄제)을 사용하여 920-940°C에서 4-6시간 동안 가열하여 표면 탄소 함량을 0.8%-1.2%로 만듭니다. 그런 다음 슬리브를 850°C에서 오일 냉각 담금질하고 180°C에서 저온 템퍼링합니다. 결과적으로 표면 경도는 HRC 58-62이며, 침탄층 깊이는 0.8-1.2mm로, 슬리브와 핀 사이의 마찰 수명을 효과적으로 연장합니다.

4. 모듈식 조립: 전체 공급망 조정 보장

내부 및 외부 링크 조립: 내부 링크는 슬리브, 롤러 및 내부 링크 플레이트로 구성됩니다. 먼저 슬리브를 내부 링크 플레이트의 핀 구멍에 압입합니다(압입 끼워맞춤, 압입력 5-8kN). 그런 다음 롤러를 슬리브 위로 밀어 넣습니다(유격 끼워맞춤, 유격 0.02-0.05mm). 외부 링크는 핀과 외부 링크 플레이트로 구성됩니다. 핀을 외부 링크 플레이트의 구멍에 압입합니다(압입 끼워맞춤). 압입 후 작동 중 걸림을 방지하기 위해 직각도(편차 ≤ 0.5°)를 확인합니다.
체인 조립 및 사전 인장: 내부 링크와 외부 링크를 핀으로 고정하여 완전한 체인을 만듭니다. 그 후 "사전 인장 처리"를 진행하는데, 이는 전용 인장 시험기에서 정격 하중의 80%(약 15kN)에 해당하는 인장력을 30분 동안 가하는 것입니다. 이 과정을 통해 체인의 초기 늘어짐을 방지하고 구성 요소들이 더욱 단단하게 결합되도록 합니다. 이를 통해 이후의 늘어짐을 0.5% 이내로 제어할 수 있습니다(업계 평균 1~1.5% 대비).

III. 품질 관리 프로세스: 불량품 제거를 위한 전 공정 검사

수출용 12B 롤러 체인은 국제 표준 준수를 보장하기 위해 다차원적인 테스트를 거칩니다. 주요 테스트 단계는 다음과 같습니다.

1. 치수 정확도 검사

3차원 좌표 측정기(CMM)를 사용하여 체인플레이트 구멍 중심 거리, 핀 샤프트 외경, 롤러 직경과 같은 주요 치수를 검사합니다. 배치당 20개의 샘플을 무작위로 추출하여 검사하며, 합격률은 100%입니다.

피치 게이지는 체인 피치를 검사하는 데 사용됩니다. 스프로킷과의 정확한 맞물림을 보장하기 위해 미터당 피치 편차는 0.3mm 이하여야 합니다.

2. 기계적 특성 시험
인장 강도 시험: 체인은 인장 시험기에서 파손될 때까지 인장력을 받습니다. 파손 하중은 과부하 발생 시 안전을 확보하기 위해 28.2kN 이상(정격 하중 18.8kN을 크게 초과)이어야 합니다.
피로 수명 시험: 체인을 "체인 피로 시험기"에 장착하고 정격 하중의 50%(약 9.4kN)에 해당하는 하중을 1500r/min의 속도로 가합니다. 피로 수명은 500시간 이상이어야 합니다(업계 표준은 300시간). 이는 장기간 고하중 조건에서의 신뢰성을 모사한 것입니다.

3. 표면 품질 검사

핀과 롤러 표면을 검사할 때는 표면 거칠기 측정기를 사용하십시오. Ra 값은 0.8μm 이하여야 합니다.

표면 처리(예: 아연 도금, 흑색 처리)를 검사합니다. 아연 도금층 두께는 8μm 이상이어야 하며, 48시간 염수 분무 시험(중성 염수 분무, 5% NaCl 용액) 후 녹이 발생하지 않아야 합니다. 흑색 처리는 균일하고 얼룩이 없어야 하며, 접착력은 GB/T 10125 표준을 충족해야 합니다.

IV. 장인정신의 가치: 고품질 장인정신이 12B 롤러 체인의 시장 경쟁력을 높이는 이유는 무엇일까요?

12B 롤러 체인의 기술적 이점은 곧 가치로 이어집니다.

수명 연장: SUJ2 소재와 정밀 열처리 기술을 적용하여 제작된 이 체인은 평균 8,000~10,000시간의 수명을 자랑하며, 기존 체인(5,000~6,000시간)보다 40% 이상 길어 교체 비용과 가동 중지 시간을 줄여줍니다.

더욱 안정적인 동력 전달: 밀리미터 수준의 치수 정밀도와 사전 인장 처리를 통해 작동 중 체인 흔들림을 ≤0.1mm로 유지하여 98% 이상의 동력 전달 효율을 제공하므로 섬유 기계 및 자동 조립 라인과 같은 고속 작동 환경에 적합합니다.

폭넓은 적용성: 다양한 표면 처리(아연 도금, 흑색 도금, 인산염 처리) 및 맞춤형 열처리 솔루션(저온 환경을 위한 저온 템퍼링 등)을 통해 다양한 작동 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 예를 들어, 아연 도금 체인은 식품 가공 공장에서 녹 방지용으로 사용될 수 있으며, 인산염 처리 체인은 광산 장비에서 분진 및 마모 저항성을 위해 사용될 수 있습니다.

결론: 12B 롤러 체인의 숨겨진 경쟁 우위는 바로 뛰어난 장인 정신입니다.

글로벌 12B 롤러 체인 시장에서 "저렴한 가격"은 더 이상 핵심 경쟁력이 아닙니다. 이제 "정밀한 공정"과 "안정적인 성능"이 해외 고객의 신뢰를 얻는 열쇠입니다. 원자재 선정의 엄격한 기준부터 제조 공정의 밀리미터 단위 정밀 관리, 그리고 철저한 출하 전 검사에 이르기까지 모든 과정에는 제품의 신뢰성을 위한 노력이 담겨 있습니다.