스웨이징(swaging)

파이프의 한쪽 끝을 반원 형태로 막거나, 원뿔 형상으로 막아 뾰족하게 하거나 지름을 줄여 축관을 만들 수도 있는 부피를 성형하는 소성가공 중 단조의 일종이다.

반지름방향 단조라고 생각하면 이해하기 쉬울 것이며, 샤프트 또는 파이프 형태의 소재를 반지름 방향(radial forging)으로 왕복하여 지름을 줄일 수 있으며, 원하는 형상의 제품을 만들 수 있다.

로터리 스웨이징(회전 스웨이징) <출처 : 대원단조>

회전 스웨이징은 간단히 스웨이징 또는 방향 단조(radial forging)라고도 하며, 왕복 운동하는 금형으로 봉재나 관재에 반경 방향으로 타격력을 가하는 작업이다.
금형의 움직임은 마치 롤러 베어링처럼 틀 속에 들어 있는 롤러들에 의하여 얻어지는 것이 보통이다. 소재는 움직이지 않고 금형 세트가 회전하며 초당 20회 정도의 고속으로 소재에 타격을 가한다.

금형 밀폐형 스웨이징 기계(die-closing swaging machine)에서는 금형의 운동이 왕복 하는 쐐기의 운동으로부터 얻어진다. 회전 스웨이징기에 비해 금형이 넓게 벌려지므로 지름이 크거나 고르지 않은 제품도 단조할 수 있다. 또 다른 유형으로는 금형이 회전하지 않고 반경 방형으로 왕복 운동만 하는 것도 있다.

관재의 스웨이징에서는 관의 내벽과 두께가 조절되는데, 내부 맨드릴을 사용하는 방법과 사용하지 않는 방법이 있다. 내부 맨드릴을 사용하면 관의 벽 두께를 조절할 수 있다.

길이 방향으로 형상을 가진 맨드릴을 사용하면 내벽에 성상이 있는 관도 제조할 수 있다.

예를 들면 포신의 강선은 나선 현상을 갖는 맨드릴에 관을 스웨이징하여 만들어진다. 지름이 작은 관의 제조에는 고장력 선이 맨드릴로 사용된다. 포신 및 기타 제품을 가공하는데 쓰이는 특수 기계는 지름이 350nm에 달하는 것도 있다.

스웨이징은 케이블이나 철사 위에 접합 물을 직접 부착하여 조립하는데도 이용된다.

이러한 공정에는 원형부품의 끝을 테이퍼지게 하는 포인팅(pointing)과 부품의 치수를 최종적으로 마무리하는 사이징(sizing)이 있다. 스웨이징으로 가공할 수
있는 소재의 최대 지름은 150nm정도이고, 최소 지름은 0.5nm정도이다. 가공 오차는 0.05nm에서 0.5nm 정도이다.

스웨이징은 생산 속도가 높은 편으로 제품의 복잡한 정도에 따라서 매 분당 50개까지의 비율로 가공하는데 적절한 공정이다. 맨드릴을 사용하는 경우에는 소재의 길이가 맨드릴 지지봉의 길이에만 제한되므로, 이 공정은 유연성이 높은 공정이라 할 수 있다.

스웨이징에 의해 제조된 제품은 다른 냉간 가공법과 마찬가지로 소재의 기계적 성질이 개선된다. 보다 우수한 표면정도를 얻고 금형 수명을 늘리기 위해서는 윤활제가 사용된다. 상온에서는 연성이 부적한 재료는 고온에서 스웨이징을 할 수 있다.