KR100217623B1 - 캠샤프트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠샤프트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 캠샤프트(camshaft)의 캠(cam)부위를 경화처리를 함에 있어서 종래 칠링(chilling)하던 것을 소재를 황삭한 후 용접을 통해 경화처리 부분만을 재융융하므로써 담금질 처리를 하지 않아도 표면경화가 가능하고 불량율이 적어 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 엔진 내구성을 향상시킬 수 있는 캠샤프트의 제조방법에 관한 것이다.

Description

캠샤프트의 제조방법

본 발명은 캠샤프트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캠샤프트(camshatf)의 캠(cam)부위를 경화처리를 함에 있어서 종래 칠링(chilling)하던 것을 소재를 황삭한 후 용접을 통해 경화처리 부분만을 재용융하므로써 담금질 처리를 하지 않아도 표면경화가 가능하고 불량율이 적어 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 엔진 내구성을 향상시킬 수 있는 캠샤프트의 제조방법에 관한 것이다.

캠샤프트는 밸브용 캠을 배열한 축으로서 크랭크 샤프트(crank shaft)의 1/2의 속도로 회전되며, 크랭크 샤프트와 나란히 크랭크 케이스 안에 놓은 것과 실린더 헤드위에 놓은 것이 있다.

캠샤프트는 회주철을 소재로 하여 이를 주조하고 냉각하는데, 냉각시 캠 부위를 급냉하여 칠(chill)조직으로 만들어서 표면경화시킨다. 그러나, 이와같은 방법으로 캠 부위를 경화시킬 경우 기포가 발생하는 등 불량율이 높고 내마모성도 우수하지 못해 엔진 내구성에 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 캠샤프트의 캠 부위 표면경화방법의 문제를 해결하기 위하여 회주철 소재를 주조하고 황삭한 다음 용접을 통하여 재용융시켜 캠 부위를 경화처리함으로써 담금질 공정없이도 표면경화처리가 가능하도록 한 캠샤프트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래 칠링하여 표면경화처리된 캠의 내부조직을 광학현미경을 통해 관찰한 사진이고,

제2도는 본 발명에 따라 용접을 통해 재용융처리된 캠의 내부조직을 광학현미경을 통해 관찰한 사진이다.

본 발명은 소재를 제작하고 황삭하여 캠 샤프트를 제조하는 데 있어서, 상기 황삭 후 캠 표면을 재용융하여 경화처리하는 것을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 재용융을 통한 캠 샤프트 경화처리에 관한 것이다.

본 발명에서 캠 샤프트를 제조하기 위해 사용되는 소재는 회주철로서, 그 조성은 탄소 2.83.2 중량, 규소 1.82.4 중량, 망간 0.61.0 중량, 인 0.03 중량이하, 황 0.15 중량이하, 크롬 0.30.7 중량및 구리 0.50.7 중량로 이루어진다.

이와같은 조성으로 이루어진 회주철을 주조하는데, 그 주조는 통상의 장법에서와 동일하다.

그리고 나서, 황삭(Rough Grinding)하는데, 황삭은 정삭을 하기 위한 공정으로서 본 발명에서의 황삭은 통상의 방법과 동일하다.

그 다음 11001250의 온도로 캠의 경화부분만을 재용융시킨다. 이때, 재용융 방법은 용접을 통해 실시되는 바, 마일 용접 온도가 상기 범위를 벗어나면 흑연의 재결정화(Regraphitigation) 또는 연간균열(Hot crank)이란 문제가 발생한다.

이와같이 용접을 통해 재용융하면 캠 샤프트 표면이 용융되고 용융후 냉각되면서 자체적으로 담금질을 하는 효과를 얻게되어 표면경화가 이루어지게 되는 것이다.

그 다음 이를 연삭하여 캠 샤프트를 제조한다.

이와같은 본 발명의 제조방법은 별도의 담금질 처리를 거치지 않고도 종래에 비하여 경도가 향상되도록 표면경화를 할 수 있고, 종래 칠링(chilling)하던 것에 비하여 불량율이 거의 없다. 뿐만 아니라 조직이 치밀화되어 내마모성이 우수하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

탄소 2.83.2 중량, 규소 1.82.4 중량, 망간 0.61.9 중량, 인 0.03 중량이하, 황 0.15 중량이하, 크롬 0.30.7 중량및 구리 0.50.7 중량를 함유하는 회주철을 이용하여 캠 샤프트를 주조하고 캠 부위를 황삭 가공한 후 온도 열충격에 의한 균열을 방지하기 위해 350430정도로 티그 웰딩 머신(Tig welding machine)을 이용하여 경화깊이 0.51.5, 경도 HV 550 이상을 나타낼 수 있는 미세 금속편 조직을 형성하도록 경화처리를 실시하였다.

이와같은 공정을 통해 제조된 캠 샤프트의 캠 부위 단면을 광학현미경으로 관찰하였으며, 그 결과를 제2도에 나타내었다.

이를 종래 칠링하여 표면경화된 칠 조직(제1도)과 비교하여 보면, 제1도에 나타낸 바와 같이 종래 칠링 캠 조직은 표면에서 내부로 칠 조직이 응고방향으로 방향성을 가지고 있다. 이는 표면의 금속편(chiller)에 의해 용탕이 금속히 응고되기 때문이다. 반면, 본 발명에서와 같이 재용융하여 경화된 캠은 제2도에 나타낸 바와 같이 표면 11.3두께만이 얇게 미세한 칠조직이 형성되어 있다.

따라서, 본 발명에 따른 재용융에 의한 경화에 따른 조직은 종래 칠 캠에 비하여 훨씬 미세하여 경도도 높고 결국 내마모성이 우수함을 알 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따라 레이져 재용융 방법을 통해 표면경화된 캠 샤프트는 담금질 처리를 하지 않아도 표면경화가 가능하고, 불량율이 적어 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 내마모성을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 소재를 제작하고 황삭하여 캠 샤프트를 제조하는 데 있어서, 상기 황삭 후 캠 표면을 재용융하여 경화처리하는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 재용융은 11001250에서 용접을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 제조방법.