KR100223465B1 - 체인 스프로켓과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 체인 스프로켓의 제조에 있어서 SCM강의 구득비용과 전체중량에 대한 부담 및 기계가공의 곤란에 따른 생산비용의 상승이라는 문제점과 침탄법에 의한 표면경화에 있어서 침탄제의 소모량이 크고 침탄을 위한 가열에 소모되는 비용의 다대 및 침탄제의 처리에 대한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 자동차 엔진의 체인 스프로켓의 재질을 소결합금으로 하여 분말야금법으로 제조한 후, 치형 부분을 고주파 열처리함으로써 제조원가의 절감은 물론 제품의 경량화와 소음감소의 효과를 주는 자동차 엔진의 체인 스프로켓과 그 제조방법을 제공함을 목적으로 하며, 그 기술적인 수단으로서 본 발명은 자동차 엔진의 체인의 스프로켓(10)을 제조함에 있어서; SMF4040M 즉, (0.7~1.0)C-(2.5~3.5)Cu-Fe 재질의 분말 또는 압분체를 금형성형 후 소결하는 분말야금법으로 제조한 다음, 성기 체인 스프로켓(10)의 외주면 처형부분(20)의 첨단부(40)에 고주파 유도 경화법을 시행한 것을 특징으로 한다.

Description

체인 스프로켓과 그 제조 방법

본 발명은 체인 스프로켓과 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 엔진의 체인 스프로켓에 있어서 그 재질을 소결합금으로 하고 제조 후 치형 부위를 고주파 열처리함으로써 생산원가의 절감과 제품의 경량화가 가능하도록 한 자동차 엔진의 체인 스프로켓과 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 체인 스프로켓(Chain sprocket)이라 함은 엔진의 밸브장치와 같은 체인 전동장치에 있어서 체인이 미끄러지는 것을 방지하고 원활한 동력의 전달을 위하여 체인의 링크와 링크사이에 끼워지도록 뽀족한 치형이 원둘레에 만들어져 있는 휠을 말한다.

종래의 기술에 따르면 전술한 바와 같은 체인 스프로켓은 그 재질을 SCM415H로 하는데, 여기에서 SCM(steel chromium molybdenum : 크롬 몰리브덴 강재)은 크롬(Cr) 몰리브덴(Mo)을 함유하는 구조용 합금강으로서 강도와 인성이 요구되는 체인 스프로켓에는 매우 적합한 재질이며, 우수한 강인성을 위하여 소입 후 보통 550~600°고온도에서 소려처리하는 조질과정(thermal refining)을 거치는 것이 일반적이다.

또한, 제1도에서 도시한 바와같이, 체인 스프로켓(10)의 외주면인 치형 부분(20)을 경하게 하고 내마멸성을 증대시키며, 내부는 적당한 끈기가 있는 상태로 하여 충격에 대한 저항이 증대하도록 침탄에 의한 표면경화(surface hardening)를 시행하여 침탄부(30)를 구성하는데, 이때 사용되는 침탄법(carburizing)은 탄소가 적은 강을 목탄과 같은 탄소로 구성된 물질과 접촉시켜서 고온도로 가열하면 강 안으로 탄소가 흡수되어져 침탄강을 만드는 표면경화법이다.

전술한 바와 같은 침탄법은, 침탄제의 상태에 따라 고체침탄법, 액체침탄법, 가스침탄법으로 분류되는데, 가장 일발적으로 사용되는 것은 고체 침탄법으로서 침탄제로 목탄이나 코우크스를 주성분으로 ㅎ며 이것에 각종 촉진제(energiaer), 예컨대 탄산바륨을 배합하여 사용한다.

그러나, 종래와 같은 체인 스프로켓의 제조에 있어서는 강인성 확보를 위한 재질로서 채용된 SCM강은 구득 비용이 크고 전체 중량에 대한 부담이 컸으며 기계가공이 용이하지 아니하였으므로 체인 스프로켓의 생산비용을 상승시켰으며, 기계 가공 후 시행되는 침탄법에 의한 표면경화에 있어서도 소재의 전면에 시행하여야 하므로 침탄제의 소모량이 크고 침탄제를 위한 가열에 소모되는 비용이 다대했으며, 침탄 후의 제품의 처리와 잔류하는 침탄제의 처리에 다소의 곤란이 따르는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 종래의 기술이 갖는 전술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 자동차 엔진의 체인 스프로켓의 재질을 소결합금으로 하여 분말야금법으로 제조한 후, 치형 부분을 열처리함으로써 제조원가의 절감은 물론 제품의 경량화와 소음감소의 효과를 주는 자동차 엔진의 체인 스프로켓과 그 제조방법을 목적으로 한다.

제1도는 종래 기술에 따른 체인 스프로켓의구조를 나타내는 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 체인 스프로켓의 구조를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 체인 스프로켓 20 : 치형 부분

30 : 침탄부 40 : 첨단부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은 자동차 엔진의 체인 스프로켓을 제조함에 있어서; SMF4040M 즉, (0.7~1.0)C(탄소)-(2.5~3.5)Cu(구리)-Fe(철) 재질의 분말 또는 압분체를 금형성형 후 소결하는 분말야금법으로 제조한 다음, 상기 체인 스프로켓의외주면 치형 부분의 첨단부에 고주파 유도 경화법을 시행한 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 의한 체인 스프로켓의 구조를 나타내는 단면도이다.

본 발명에 의한 체인 스프로켓은 SMF4040M 의 소결합금재질을 분말야금법으로 제조하는데, 여기에서 소결(sintering)은 분말 또는 압분체의 개개 입자를 결합하여 강도를 증가시키는 열처리로서 철에 탄소 또는 탄소와 그것 이외의 합금원소를 첨가하여 분말야금법으로 제조한다.

이러한 소결합금을 제작하는 분말야금법(powder metallurgy)은 금속 또는 금속-비금속계를 대상으로 하며, 그런 분말의 제조와 분말의 성형소결에 의한 제품제조에 관한 기술로서, 금형성형 후 성형체를 가열하여 탈왁스 또는 탈바인더 처리를 행하고 적당한 분위기와 온도 및 유지시간을 선정하여 소결하여 완성한다.

또한, 제2도에서 도시된 바와같이, 체인 스프로켓(10)의 외주변인 치형 부분(20)을 경하게 하고 내마멸성을 증대시키며, 내부는 적당한 끈기가 있는 상태로 하여 충격에 대한 저항이 증대하도록 치형 부분(20)의 첨단부(40)에 고주파 유도 경화법을 시행한다.

전술한 고주파 유도 경화법(high frequency induction hardening)은 고주파 유도전류를 경화처리된 강의 필요 부분이 유도코일에 유도하여 국부 가열하는 방법으로서, 가열시간은 주파수, 입력, 경화층의 깊이에 따라 결정된다. 고주파 유도 경화법은 가열속도가 빠르기 때문에 재료 내부까지의 열전달이 없으므로 재질의 변화가 없고 표면에 산화막이 생기지 않으며, 국부 가열이므로 변형되지 아니하고 작업이 신속하고 깨끗하며, 자동화되어 있으므로 취급단가가 염가이다.

전술한 구성을 갖는 체인 스프로켓과 그 제조 방법에 의하면 제작이 용이에 의하여 제조원가가 절감되는 효과를 가지며 소결합금의 특성상 단위체당 전체 중량이 감소되는 효과를 얻는다.

또한, 분말야금범에 의한 소결합금은 제품의 내부에 극히 미세한 가공을 포함하고 있으므로, 엔진의 구동시 발생되는 소음을 흡수하여 저감시키는 부착적인 효과를 준다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 자동차 엔진의 체인 스프로켓의 제조에 있어서 그 재질을 소결합금으로 하여 분말야금법에 의한 제작후 치형 부분의 첨단을 고주파 유도 경화법을 시행하여 경화시킴으로써 종래의 기술과 동일한 성능을 가지면서도 제조원가의 절감과 전체 중량의 감소는 물론 소음 저감의 효과를 얻을 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 자동차 엔진의 체인 스프로켓(10)에 있어서, (0.7~1.0)C(탄소)-(2.5~3.5)Cu(구리)-Fe(철) 재질로 이루어진 SMF4040M의 분말 또는 압분체를 상기 체인 스프로켓(10)의 외부면 치형 부분(20)의 첨단부(40)에 고주파 유도 경화한 것을 특징으로 하는 체인 스프로켓
2. 자동차 엔진의 체인 스프로켓(10)을 제조함에에 있어서, (0.7~1.0)C(탄소)-(2.5~3.5)Cu(구리)-Fe(철) 재질로 이루어진 SMF4040M의 분말 또는 압분체를 금형성형 후 소결하는 분말야금법으로 제조한 다음; 상기 체인 스프로켓(10)의 외주면 치형 부분의 첨단부에 고주파 유도 경화법을 시행한 것을 특징으로 하는 체인 스프로켓 제조 방법.