KR102207652B1 - Lubricative sintered metal seat - Google Patents

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KR102207652B1
KR102207652B1 KR1020200053448A KR20200053448A KR102207652B1 KR 102207652 B1 KR102207652 B1 KR 102207652B1 KR 1020200053448 A KR1020200053448 A KR 1020200053448A KR 20200053448 A KR20200053448 A KR 20200053448A KR 102207652 B1 KR102207652 B1 KR 102207652B1
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Abstract

Disclosed is a method for manufacturing a soft and lubricative metal seat used in a vehicle. According to an embodiment of the present invention, the method comprises the steps of: preparing a mixed powder of metal powder and graphite powder; forming a green compact of a predetermined shape by molding the mixed powder at high pressure; forming a sintered blank by sintering the green compact; and processing the sintered blank to form a metal seat.

Description

소결 처리된 윤활성 금속 시트 {Lubricative sintered metal seat} Lubricative sintered metal seat {Lubricative sintered metal seat}

본 발명은 유로를 개폐하는 밸브에 사용되는 시트(seat)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고온에서도 사용 가능하며 윤활성이 향상된 금속 밸브에 관한 것이다. The present invention relates to a seat used in a valve that opens and closes a flow path, and more particularly, to a metal valve that can be used even at high temperatures and has improved lubricity.

유량 조절을 위한 밸브 중 하나로 볼 밸브가 널리 사용되고 있다. 일반적으로 볼 밸브는 밸브 본체 내에 관통구가 형성된 볼 형상의 구조물이 배치되고 볼 구조물에 연결된 스템을 움직여서 볼 구조물을 회전시켜 유로를 개폐하도록 구성된다. Ball valves are widely used as one of the valves for flow control. In general, a ball valve is configured to open and close a flow path by arranging a ball-shaped structure having a through hole in the valve body and rotating the ball structure by moving a stem connected to the ball structure.

종래 볼 밸브에서는 볼 구조물과 밸브 본체 내부에 설치된 시트(seat)가 밀착되어 있으므로 볼 구조물이 시트에 밀착한 상태에서 미끄럼 마찰상태에서 볼 구조물을 회전시킨다. 볼 구조물에 미끄럼 마찰을 주면서도 볼 구조물과 시트가 쉽게 밀착하여 실링(밀봉)하기 위해 시트는 주로 테프론, PEEK 등과 같이 소프트하고 탄성 및 윤활성이 있는 재질로 만든다. 또는 고온에 적용하기 위해 고경도의 금속코팅된 시트와 볼을 적용하고 있다.In the conventional ball valve, since the ball structure and the seat installed inside the valve body are in close contact, the ball structure is rotated in a sliding friction state while the ball structure is in close contact with the seat. The seat is mainly made of soft, elastic and lubricating materials such as Teflon and PEEK in order to provide sliding friction to the ball structure and to seal (seal) the ball structure and the seat easily. Alternatively, high-hardness metal-coated sheets and balls are applied for high temperature applications.

윤활성이 높은 시트를 사용할 경우 볼 구조물을 회전시킬 때 요구되는 회전력힘(토크)이 적어도 되므로 볼 회전을 위한 구동부를 소형화 할 수 있는 이점이 있다. 그러나 테프론은 융점이 낮아 대략 섭씨 300도 이하에서만 사용할 수 있으므로 섭씨 300도 이상 환경에서 밸브를 사용하려면 일반적인 크롬카바이드, 니켈크롬 등의 고경도 금속코팅된 금속 시트를 사용해야 하는데, 종래의 금속 시트는 윤활성이 낮기 때문에 볼 구조물 회전시 큰 회전력이 요구되고 있다. 따라서 볼 구조물 회전을 위한 구동부가 대형화되는 문제가 있고 또한 볼 구조물 표면과 시트가 마찰에 의해 손상되므로 밸브 수명이 단축, 비용 증가 등의 문제가 있다. When a sheet having high lubricity is used, the rotational force (torque) required when rotating the ball structure is minimized, so there is an advantage of miniaturizing the driving unit for rotating the ball. However, since Teflon has a low melting point, it can only be used below 300 degrees Celsius, so to use the valve in an environment above 300 degrees Celsius, a metal sheet coated with a high hardness metal such as chromium carbide or nickel chromium should be used. Because this is low, a large rotational force is required when rotating the ball structure. Accordingly, there is a problem in that the driving unit for rotating the ball structure is enlarged, and the surface of the ball structure and the seat are damaged by friction, so that the valve life is shortened and the cost is increased.

특허문헌1: 한국 공개특허공보 제2015-0099027호 (2015년 8월 31일 공개)Patent Document 1: Korean Patent Application Publication No. 2015-0099027 (published on August 31, 2015) 특허문헌2: 한국 공개특허공보 제2012-0044613호 (2012년 5월 8일 공개)Patent Document 2: Korean Patent Application Publication No. 2012-0044613 (published on May 8, 2012)

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 윤활성을 가지면서도 섭씨 300도 이상의 고온에서 사용할 수 있는 소프트시트 성질을 갖는 고윤할성과 저경도를 가지는 메탈 시트 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a metal seat valve having high lubricity and low hardness having a soft seat property that can be used at a high temperature of 300 degrees Celsius or more while having lubricity.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 밸브에 사용되는 윤활성 금속 시트(seat)를 제조하는 방법으로서, 금속 분말과 그라파이트 분말의 혼합 분말을 제조하는 단계; 상기 혼합 분말을 고압에서 몰딩하여 소정 형상의 압분체를 형성하는 단계; 상기 압분체를 소결하여 소결 블랭크를 형성하는 단계; 및 상기 소결 블랭크를 가공하여 금속 시트를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트하며 윤활성 금속 시트 제조방법을 개시한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a lubricating metal seat used in a valve, comprising: preparing a mixed powder of metal powder and graphite powder; Molding the mixed powder at high pressure to form a green compact having a predetermined shape; Sintering the green compact to form a sintered blank; And processing the sintered blank to form a metal sheet.

본 발명의 일 실시예에 따르면 고온에서도 사용가능하며 종래 금속 시트에 비해 소프트하며 윤활성이 높은 금속 시트를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 금속 시트의 경우 섭씨 600도까지 사용할 수 있으므로 테프론이나 PEEK 등을 사용하지 못했던 고온 환경에서도 본 발명의 시트를 사용할 수 있으며 0.1 내지 0.2의 마찰계수를 가지므로 종래 금속 시트 대비 우수한 윤활성을 나타내므로 볼 구조물을 회전시키는 회전력(토크)이 적어도 되므로 밸브 소형화 및 경량화와 저비용화를 실현할 수 있는 이점이 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a metal sheet that can be used at a high temperature and is soft and has high lubricity compared to a conventional metal sheet. Since the metal sheet according to the present invention can be used up to 600 degrees Celsius, the sheet of the present invention can be used even in a high temperature environment where Teflon or PEEK was not used, and because it has a friction coefficient of 0.1 to 0.2, it has excellent lubricity compared to conventional metal sheets. Therefore, since the rotational force (torque) for rotating the ball structure is minimized, there is an advantage of realizing a reduction in valve size, weight, and cost.

도1은 일 실시예에 따른 볼 밸브의 일부 단면 절개 사시도,
도2는 일 실시예에 따른 시트의 사시도,
도3은 일 실시예에 따른 시트를 제조하는 방법을 설명하는 도면,
도4는 일 실시예에 따른 시트의 성분을 설명하는 도면,
도5는 그라파이트 함량에 따른 시트의 마찰계수를 설명하는 도면이다. 1 is a partial cross-sectional cutaway perspective view of a ball valve according to an embodiment,
2 is a perspective view of a sheet according to an embodiment,
3 is a diagram illustrating a method of manufacturing a sheet according to an embodiment;
4 is a diagram illustrating components of a sheet according to an embodiment;
5 is a diagram illustrating a coefficient of friction of a sheet according to a graphite content.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. The above objects, other objects, features, and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '~를 포함한다', '~로 구성된다', 및 '~으로 이루어진다'라는 표현은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. The expressions "comprising", "consisting of", and "consisting of" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other components other than the mentioned components.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, a number of specific contents have been prepared to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, readers who have knowledge in this field to the extent that they can understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific contents. In some instances, it should be noted in advance that parts that are commonly known in describing the invention and are not significantly related to the invention are not described in order to avoid confusion in describing the invention.

도1은 일 실시예에 따른 볼 밸브의 일부 단면 절개 사시도이다. 도면을 참조하면 일 실시예에 따른 나선형 스템 볼 밸브(10)(이하 간단히 "볼 밸브" 또는 "밸브"라고도 함)는 밸브 본체(11)와 밸브 본체(11)의 상부에 형성된 보닛(bonnet)(12), 및 밸브 본체(11)와 보닛(12) 내부에 각각 배치되는 볼 구조물(100)과 스템(200)을 포함할 수 있다. 1 is a partially cut-away perspective view of a ball valve according to an embodiment. Referring to the drawings, a spiral stem ball valve 10 (hereinafter simply referred to as a "ball valve" or "valve") according to an embodiment is a bonnet formed on the valve body 11 and the valve body 11 12, and a ball structure 100 and a stem 200 disposed inside the valve body 11 and the bonnet 12, respectively.

일 실시예에서 밸브 본체(11)는 볼 구조물(100)을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지며 이 내부 공간은 유입구(13)와 유출구(14)에 의해 외부와 연통하도록 구성된다. 밸브 본체(11)의 내부 공간에는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 구조물(100)이 회전가능하게 배치된다. In one embodiment, the valve body 11 has an inner space capable of accommodating the ball structure 100 and the inner space is configured to communicate with the outside by an inlet 13 and an outlet 14. The ball structure 100 according to an embodiment of the present invention is rotatably disposed in the inner space of the valve body 11.

밸브 본체(11)의 상부에는 상방향으로 돌출되고 내부에 공간을 갖는 보닛(12)이 형성된다. 보닛(12)의 내부 공간에는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 스템(200)(이하 간단히 "스템"이라고도 한다)이 상하방향으로 움직일 수 있도록 배치된다. A bonnet 12 protruding upwardly and having a space therein is formed on the upper portion of the valve body 11. In the inner space of the bonnet 12, a spiral stem 200 (hereinafter, also simply referred to as a “stem”) according to an embodiment of the present invention is disposed to move in the vertical direction.

보닛(12)의 상부에는 스템(200)을 상하방향으로 움직이기 위한 구동부(예컨대 수동식의 경우 핸들, 자동식의 경우 액추에이터 또는 모터 등)가 설치될 수 있으며 본 명세서의 도면에서는 생략하였다. 구동부에 의해 볼 구조물(100)이 회전하여 유입구(13), 볼 구조물(100)의 관통구(111), 및 밸브 본체(11)의 유출구(14)가 일렬로 정렬하면 밸브가 개방되어 유체가 통과하게 되며, 볼 구조물(100)이 회전하여 볼 구조물(100)의 표면이 밸브 본체(11)의 시트(seat)(50)와 밀착하게 되면 밸브가 폐쇄되어 유체가 흐르지 않게 된다. A driving unit for moving the stem 200 in the vertical direction (for example, a handle in the case of a manual type, an actuator or a motor in the case of an automatic type) may be installed on the upper portion of the bonnet 12, which is omitted in the drawings of the present specification. When the ball structure 100 is rotated by the driving unit and the inlet 13, the through hole 111 of the ball structure 100, and the outlet 14 of the valve body 11 are aligned in a line, the valve is opened and the fluid is When the ball structure 100 rotates and the surface of the ball structure 100 comes into close contact with the seat 50 of the valve body 11, the valve is closed and the fluid does not flow.

도시한 실시예에서 시트(50)는 도2에 도시한 것처럼 링 형상의 부재이며 밸브 본체(11)의 유입구(13) 및/또는 유출구(14)측에 설치된다. 밸브를 폐쇄하였을 때 시트(50)의 내측 표면(51)이 볼 구조물(100)의 표면과 밀착하여 실링함으로써 유체가 유출구(14)로 누설하지 않게 된다. In the illustrated embodiment, the seat 50 is a ring-shaped member as shown in FIG. 2 and is installed on the inlet 13 and/or outlet 14 side of the valve body 11. When the valve is closed, the inner surface 51 of the seat 50 is in close contact with and seals the surface of the ball structure 100 so that the fluid does not leak to the outlet 14.

이와 같이 볼 구조물(100)이 시트(50)의 내측 표면(51)에 밀착한 상태로 배치되어 회전해야 하므로 시트(50)는 마찰계수가 적어 윤활성이 좋은 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 이하에서 이러한 물리적 특성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 시트에 대해 설명하기로 한다. In this way, since the ball structure 100 is arranged in close contact with the inner surface 51 of the seat 50 and must be rotated, the seat 50 is preferably formed of a material having good lubricity due to a low coefficient of friction. A sheet according to an embodiment of the present invention having such physical properties will be described.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시트(seat)(50)를 제조하는 예시적 방법을 나타내고 도4는 일 실시예에 따른 시트의 성분을 나타내었다. Fig. 3 shows an exemplary method of manufacturing a sheet 50 according to an embodiment of the present invention, and Fig. 4 shows the components of a sheet according to an embodiment.

도면을 참조하면, 우선 단계(S10)에서 금속 분말과 그라파이트 분말을 각각 제조한다. 금속 분말은 하나 이상의 금속의 분말을 혼합하여 제조할 수 있으며, 예컨대 도4에 도시한 것처럼 바람직한 일 실시예에서 철 78 내지 80 중량%, 니켈 8 내지 10 중량%, 구리 3 내지 5 중량%, 및 몰리브덴 1 내지 3 중량%의 성분비가 되도록 금속 분말을 혼합하여 제조할 수 있다. Referring to the drawings, first, a metal powder and a graphite powder are prepared in step S10. Metal powder may be prepared by mixing powders of one or more metals, for example, 78 to 80% by weight of iron, 8 to 10% by weight of nickel, 3 to 5% by weight of copper, and in a preferred embodiment as shown in FIG. It can be prepared by mixing metal powder so that the component ratio of molybdenum 1 to 3% by weight.

금속 분말은 마이크로미터 사이즈의 입자 크기를 가질 수 있다. 일 실시예에서 상기 철, 니켈, 구리, 및 몰리브덴 각각의 분말의 입자크기가 대략 70 내지 120 마이크로미터 사이즈를 가질 수 있다. The metal powder may have a particle size of micrometer size. In one embodiment, the particle size of each powder of iron, nickel, copper, and molybdenum may have a size of about 70 to 120 micrometers.

그라파이트는 상기 금속들에 비해 상대적으로 비중이 작고 입자 크기도 다르기 때문에 이 단계(S10)에서 금속 분말과 별도로 그라파이트 분말을 준비한다. 그라파이트 분말의 입자 크기는 예컨대 30 내지 40 마이크로미터 사이즈일 수 있다. 그라파이트 분말은 5 내지 7 중량%가 되도록 준비한다. 그라파이트 성분이 이보다 더 많으면 금속 분말들과의 혼합이 원활하지 않고 이보다 작으면 윤활 특성이 좋아지지 않는다. Since graphite has a relatively small specific gravity and a different particle size compared to the metals, graphite powder is prepared separately from the metal powder in this step (S10). The particle size of the graphite powder may be, for example, 30 to 40 micrometers in size. Graphite powder is prepared to be 5 to 7% by weight. If the graphite component is more than this, mixing with the metal powders is not smooth, and if it is less than this, the lubricating properties do not improve.

그 후 단계(S20)에서 금속 분말과 그라파이트 분말을 혼합하여 혼합 분말을 만든다. 이 때 금속 분말과 그라파이트 분말은 예컨대 V믹서 등의 공지의 분말 믹서기를 사용하여 혼합할 수 있다. Thereafter, in step S20, the metal powder and the graphite powder are mixed to prepare a mixed powder. At this time, the metal powder and the graphite powder can be mixed using a known powder mixer such as a V mixer.

상술한 것처럼 금속 분말과 그라파이트 분말은 상대적인 비중과 입자 크기가 다르기 때문에 단계(S10)에서 각기 따라 분말을 제조한 후 단계(S20)에서 혼합하는 것이 바람직하지만, 대안적으로 단계(S10)와 단계(S20)를 한 단계로 합하여, 각각의 금속 분말과 그라파이트 분말을 동시에 믹서기에 넣어 혼합 분말을 제조할 수도 있다. As described above, since the relative specific gravity and particle size of the metal powder and the graphite powder are different, it is preferable to prepare the powder according to each of the steps (S10) and then mix them in the step (S20), but alternatively, the steps (S10) and ( By combining S20) in one step, each metal powder and graphite powder may be simultaneously put into a blender to prepare a mixed powder.

그 후 단계(S30)에서 혼합 분말을 고압에서 몰딩하여 소정 형상의 압분체(green compact)를 형성한다. 고압 몰딩을 위해, 예컨대 소정 형상을 갖는 틀(캐스트)에 혼합 분말을 넣고 고압으로 가압할 수 있다. 예를 들어 압분체는 원기둥이나 원판 형상 등의 소정 형상을 가질 수 있으며 이를 위해 캐스트가 이러한 소정 형상의 내부 공간을 갖도록 구성된다. After that, in step S30, the mixed powder is molded at high pressure to form a green compact having a predetermined shape. For high-pressure molding, for example, the mixed powder may be put into a mold (cast) having a predetermined shape and pressurized at high pressure. For example, the green compact may have a predetermined shape such as a cylinder or a disk shape, and for this purpose, the cast is configured to have an inner space of such a predetermined shape.

일 실시예에서, 혼합 분말을 원기둥 또는 원판 형상의 캐스트에 투입한 후 대략 200 MPa 내지 240 MPa의 압력으로 소정 시간(예컨대 30분 내지 45분) 가압하여 압분체를 얻을 수 있다. 이렇게 하여 얻은 압분체는 예컨대 6.0 내지 6.5 g/cm3의 밀도를 가진다. In one embodiment, after the mixed powder is put into a cylindrical or disk-shaped cast, a green compact may be obtained by pressing the mixed powder for a predetermined time (for example, 30 minutes to 45 minutes) at a pressure of about 200 MPa to 240 MPa. The green compact thus obtained has a density of, for example, 6.0 to 6.5 g/cm3.

다음으로, 단계(S40)에서 압분체를 소결하여 소결 블랭크(sintered blank)를 형성한다. 예를 들어, 압분체를 섭씨 1200도 내지 1300도의 온도에서, 바람직하게는 섭씨 1270도에서 1시간 내지 4시간 사이의 기설정된 시간 동안 소결하여 소결 블랭크를 얻을 수 있다. Next, the green compact is sintered in step S40 to form a sintered blank. For example, a sintered blank may be obtained by sintering the green compact at a temperature of 1200 to 1300 degrees Celsius, preferably at 1270 degrees Celsius, for a predetermined time between 1 hour and 4 hours.

그 후 단계(S50)에서, 소결 블랭크를 가공하여 시트를 제작한다. 예를 들어 도2에 도시한 링 형상의 시트(50)를 제작할 경우, 예컨대 원기둥 형상의 소결 블랭크를 슬라이싱하고 중간 부분을 제거하고 표면을 연마하여 도2와 같은 링 형상의 시트(50)를 제작할 수 있다. Thereafter, in step S50, a sintered blank is processed to produce a sheet. For example, in the case of manufacturing the ring-shaped sheet 50 shown in FIG. 2, for example, a cylindrical sintered blank is sliced, the middle part is removed, and the surface is polished to produce a ring-shaped sheet 50 as shown in FIG. I can.

그러나 본 발명에 따라 제작되는 시트는 도2에 도시한 링 형상으로 한정되지 않으며 시트가 적용되는 구체적 밸브 종류에 따라 다양한 시트 형상으로 제조될 수 있음은 물론이다. 예를 들어 본 발명의 시트는 볼 밸브 뿐만 아니라 세그먼트 볼 밸브(segment ball valve), 글로브 컨트롤 밸브(globe control valve) 등 다양한 방식의 밸브에 사용될 수 있고 그에 따라 다양한 형상으로 제조될 수 있다. However, the seat manufactured according to the present invention is not limited to the ring shape shown in FIG. 2, and of course, it may be manufactured in various seat shapes according to the specific type of valve to which the seat is applied. For example, the seat of the present invention may be used in various types of valves such as a segment ball valve and a globe control valve, as well as a ball valve, and thus may be manufactured in various shapes.

이와 같이 제조된 시트(50)는 예컨대 도1에 도시한 것처럼 밸브 본체(11)의 내부 유로, 예컨대 유입구(13)나 유출구(14)의 가장자리 영역에 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 시트(50)를 유입구(13) 또는 유출구(14)에 결합할 때 레이저 용접, 접착제, 및 나사결합 중 적어도 하나의 방식에 의해 결합할 수 있다. 레이저 용접의 경우, 링 형상의 시트(50)와 밸브 본체(11)의 부착면의 경계선을 따라 레이저 용접을 하여 시트(50)를 밸브 본체(11)에 결합한다. 접착제를 사용하는 경우 시트(50)와 밸브 본체(11)의 부착면에 접착제를 도포하여 시트(50)를 밸브 본체(11)에 결합할 수 있다. 나사결합의 경우, 예컨대 하나 이상의 나사가 시트(50)를 관통하여 밸브 본체(11)로 삽입되도록 하여 시트(50)를 밸브 본체(11)에 결합할 수 있다. 또한 위의 세가지 결합 방식 중 적어도 두 가지를 조합할 수 있다. 예를 들어, 접착제와 레이저 용접 방식을 동시에 사용하거나 나사결합과 레이저 용접 방식을 동시에 사용할 수도 있다. The seat 50 manufactured as described above may be installed in the inner flow path of the valve body 11, for example, at the edge of the inlet 13 or the outlet 14, as shown in FIG. 1. In one embodiment, when the sheet 50 is coupled to the inlet 13 or the outlet 14, it may be bonded by at least one of laser welding, adhesive, and screwing. In the case of laser welding, laser welding is performed along the boundary between the ring-shaped seat 50 and the attachment surface of the valve body 11 to couple the seat 50 to the valve body 11. When an adhesive is used, the seat 50 may be bonded to the valve body 11 by applying the adhesive to the attachment surface of the seat 50 and the valve body 11. In the case of screwing, for example, one or more screws may pass through the seat 50 and be inserted into the valve body 11 so that the seat 50 may be coupled to the valve body 11. In addition, at least two of the above three combining methods can be combined. For example, an adhesive and laser welding method may be used at the same time, or a screw connection and laser welding method may be used at the same time.

한편 이상과 같이 제조된 시트는 도4에 도시한 물리적 특성을 가진다. 도4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 시트는 대략 0.1 내지 0.2 사이의 마찰계수를 나타낸다. 종래 철을 주성분으로 하는 금속 시트의 마찰계수가 0.4 내지 0.6 정도인 것과 비교할 때 본 발명의 시트는 종래 대비 우수한 윤활성을 가짐을 알 수 있다. Meanwhile, the sheet manufactured as described above has the physical characteristics shown in FIG. 4. As shown in Fig. 4, the sheet according to the present invention exhibits a coefficient of friction between approximately 0.1 and 0.2. Compared with the conventional iron-based metal sheet having a friction coefficient of about 0.4 to 0.6, it can be seen that the sheet of the present invention has excellent lubricity compared to the conventional one.

또한 본 발명의 시트는 섭씨 -200도에서 섭씨 600도 사이에서 사용할 수 있다. 종래 시트 재질로 많이 사용되는 테프론의 경우 융점이 섭씨 327도이므로 섭씨 300도 이상의 환경에서 사용할 수 없었지만 본 발명의 시트는 이보다 훨씬 고온에서도 사용할 수 있다. 그러므로 고온의 가스나 액체를 이송하는 이송관에 설치하는 밸브의 경우 테프론을 사용할 수 없어 종래의 일반적인 금속 시트를 사용하였는데, 본 발명의 시트는 이러한 종래 테프론과 금속 시트를 대신하여 고온에서도 높은 윤활성을 갖는 시트로 동작할 수 있는 이점이 있다. In addition, the sheet of the present invention can be used between -200 degrees Celsius and 600 degrees Celsius. Teflon, which is widely used as a conventional sheet material, cannot be used in an environment of 300 degrees Celsius or higher because its melting point is 327 degrees Celsius, but the sheet of the present invention can be used even at a much higher temperature than this. Therefore, in the case of a valve installed in a conveying pipe that transports high-temperature gas or liquid, Teflon cannot be used, so a conventional general metal sheet is used.The seat of the present invention has high lubricity even at high temperature in place of such conventional Teflon and metal sheet. There is an advantage of being able to operate as a sheet having.

한편 도5는 그라파이트 함량에 따른 시트의 마찰계수를 나타내는 도면이다. 도면에 나타낸 것처럼 그라파이트 함량을 1 중량%에서 10 중량% 사이에서 변화시키면서 시트 시제품을 제작하였다. 이 때 그라파이트의 함량 증감에 따라 각각의 금속 분말의 성분을 도4에 도시한 범위 내에서 약간씩 조절하여 혼합 분말을 제작하였다. Meanwhile, FIG. 5 is a diagram showing the coefficient of friction of the sheet according to the graphite content. As shown in the figure, a sheet prototype was manufactured while changing the graphite content between 1% by weight and 10% by weight. At this time, according to the increase or decrease in the content of graphite, the components of each metal powder were slightly adjusted within the range shown in FIG. 4 to prepare a mixed powder.

도5에서 알 수 있듯이 본 발명의 시트는 주성분으로서 그라파이트를 5 내지 7 중량% 포함하는 것이 바람직하며, 그라파이트가 이 성분비 범위를 가질 때 마찰계수가 가장 작게 측정되어 가장 우수한 윤활 특성을 나타내었다. As can be seen from FIG. 5, the sheet of the present invention preferably contains 5 to 7% by weight of graphite as a main component, and when graphite has this component ratio, the coefficient of friction is measured to be the smallest, showing the best lubrication properties.

즉 그라파이트가 5 내지 7 중량% 포함될 때 마찰계수가 0.1 내지 0.2 정도의 값을 가져 우수한 윤활 특성을 나타내었고, 그라파이트 함량이 5 중량% 보다 적거나 7 중량% 보다 많을 경우 마찰계수가 점차 증가하여 종래의 일반적인 금속 시트와 유사한 수준의 마찰계수를 나타냄을 확인하였다. That is, when graphite is included in 5 to 7% by weight, the coefficient of friction has a value of about 0.1 to 0.2, showing excellent lubricating properties, and when the graphite content is less than 5% by weight or more than 7% by weight, the coefficient of friction gradually increases. It was confirmed that the coefficient of friction was similar to that of the general metal sheet.

상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상술한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications and variations are possible from the above description. Therefore, the scope of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, but should be defined by the claims to be described later as well as equivalents to the claims.

10: 볼 밸브 11: 밸브 본체
12: 보닛 13: 유입구
14: 유출구 50: 시트
100: 볼 구조물 111: 관통구
200: 스템10: ball valve 11: valve body
12: bonnet 13: inlet
14: outlet 50: sheet
100: ball structure 111: through hole
200: stem

Claims (4)

밸브에 사용되는 윤활성 금속 시트(seat)를 제조하는 방법으로서,
금속 분말과 그라파이트 분말의 혼합 분말을 제조하는 단계;
상기 혼합 분말을 고압에서 몰딩하여 소정 형상의 압분체를 형성하는 단계;
상기 압분체를 소결하여 소결 블랭크를 형성하는 단계; 및
상기 소결 블랭크를 가공하여 금속 시트를 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 혼합 분말 중 상기 그라파이트 분말은 5 내지 7 중량%이고,
상기 금속 분말은 철, 니켈, 구리, 및 몰리브덴 분말로 이루어지되, 상기 혼합 분말 중 철 78 내지 80 중량%, 니켈 8 내지 10 중량%, 구리 3 내지 5 중량%, 및 몰리브덴 1 내지 3 중량%의 성분비를 갖는 금속 분말이고,
제조된 상기 윤활성 금속 시트는 섭씨 -200도 내지 섭씨 600도 사이에서 사용가능하며 0.1 내지 0.2 사이의 마찰계수를 갖는 것을 특징으로 하는 윤활성 금속 시트 제조방법. As a method of manufacturing a lubricating metal seat used in a valve,
Preparing a mixed powder of metal powder and graphite powder;
Molding the mixed powder at high pressure to form a green compact having a predetermined shape;
Sintering the green compact to form a sintered blank; And
Processing the sintered blank to form a metal sheet; Including,
In the mixed powder, the graphite powder is 5 to 7% by weight,
The metal powder is made of iron, nickel, copper, and molybdenum powder, of 78 to 80% by weight of iron, 8 to 10% by weight of nickel, 3 to 5% by weight of copper, and 1 to 3% by weight of molybdenum in the mixed powder. It is a metal powder having a component ratio,
The manufactured lubricating metal sheet can be used between -200 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, and has a friction coefficient between 0.1 and 0.2. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 압분체를 형성하는 단계가,
상기 혼합 분말을 원기둥 또는 원판 형상의 캐스트에 투입하는 단계; 및
200 MPa 내지 240 MPa의 압력으로 소정 시간 가압하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활성 금속 시트 제조방법. The method of claim 1, wherein forming the green compact,
Injecting the mixed powder into a cylindrical or disk-shaped cast; And
A method for producing a lubricating metal sheet comprising: pressing for a predetermined time at a pressure of 200 MPa to 240 MPa. 제 3 항에 있어서,
상기 소결 블랭크를 형성하는 단계가, 상기 압분체를 섭씨 1200도 내지 1300도의 온도에서 1시간 내지 4시간 사이에서 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활성 금속 시트 제조방법. The method of claim 3,
The step of forming the sintered blank comprises the step of sintering the green compact at a temperature of 1200 to 1300 degrees Celsius between 1 and 4 hours.
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