KR100232653B1

KR100232653B1 - 예비성형체 제조방법

Info

Publication number: KR100232653B1
Application number: KR1019970054159A
Authority: KR
Inventors: 홍태의; 권태환; 정경
Original assignee: 오상수; 만도기계주식회사
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1999-12-01
Also published as: KR19990032944A

Abstract

본 발명은 세라믹계 예비성형체의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은, 소정량의 물에 3 - 5wt% 정도의 실리카 콜로이드계 무기바인더를 용해시키는 단계와; 상기 용해된 무기바인더에 미리 계산된 실리카계 세라믹 쇼트화이버와 탄소계 쇼트화이버를 투입하고 교반시켜 혼합하는 단계와; 상기 혼합된 재료를 형틀에 공급하고 그 상부를 밀폐시킨 다음, 형틀과 집수조를 회전시켜 재료내의 세라믹계 쇼트화이버는 외측으로 탄소계 쇼트화이버는 내측으로 분포되도록 하는 단계와; 상기 형틀과 집수조를 회전시키는 단계와 병행하여 진공펌프의 진공흡인력으로 재료내의 수분을 배수시키는 단계와; 배수가 완료된 재료를 형틀로부터 분리시킨 후 이를 건조시켜 수분을 완전히 제거하는 단계를 포함한다. 따라서 기능부위인 내면의 가공이 용이하고, 기능부위인 내면의 윤활특성이 향상되며, 고가인 탄소계 쇼트화이버의 사용량을 줄일 수 있는 이중구조의 실린더 형상의 예비성형체를 얻을 수 있게 된다.

Description

예비성형체 제조방법

본 발명은 금속기지 복합재료(Metal Matrix Composite)의 제조에 사용되는 예비성형체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 원심력을 이용하여 이중구조를 가지는 실린더 형상의 예비성형체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 예비성형체의 제조장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조하여 종래 예비성형체의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마모특성이 우수한 실리카계 세라믹 쇼트화이버와, 윤활특성이 우수한 탄소계 쇼트화이버 그리고 물과 실리카계 무기바인더를 소정의 비율로 섞고 교반기로 이들을 혼합한 다음, 이 혼합된 재료를 형틀(1)의 상부를 통해 형틀(1) 내부의 거름종이(6)와 배수판(5) 위로 공급한다.

그리고 형틀(1)의 상측을 캡(7)으로 밀페시키고, 집수조(2)의 일측에 설치된 진공펌프(4)의 진공흡입력으로 재료내의 수분을 형틀(1)의 하부로부터 공기를 흡입하여 혼합된 재료중의 수분을 배수판(5)의 구멍(5a)을 통해 배수시킨 다음, 이를 형틀(1)에서 추출하여 완전히 건조시킴으로써 도 2에 도시된 바와같은 실린더 형상의 예비성형체(8)를 제조하게 된다.

그러나 이와같은 방법에 의해 제조된 종래의 예비성형체(8)는, 도 2에 도시된 바와같이 마모특성이 우수한 실리카계 세라믹 쇼트 화이버(8a)와 윤활특성이 우수한 탄소계 쇼트화이버(8b)가 전체적으로 균일한 상태로 분포되어 있으므로 다음과 같은 단점이 있었다.

첫째, 실린더 형상의 예비성형체의 기능부위인 내면을 가공(절삭이나 연마등)시에, 탄소계 쇼트화이버와 균일하게 분포되어 있는 마모특성이 우수한 실리카계 세라믹 쇼트화이버가 원할하게 절삭이나 연마되지 않고 깨진 상태로 불규칙하게 떨어져 나오는 현상이 발생되어 실린더의 내면을 매끄럽게 가공하기 어려운 문제점이 있었다.

둘째, 마모특성이 우수한 실리카계 세라믹 쇼트화이버로 인해 기능부위인 실린더 내면의 윤활특성이 저하되기 때문에 상대 재질이 실린더의 내면에 부착되어 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

세째, 실리카계 세라믹 쇼트화이버에 비해 상대적으로 고가인 탄소계 쇼트화이버의 사용량이 많으므로 단가가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 기능부위인 실린더 내면의 가공이 용이하고, 기능부위인 실린더 내면의 윤활특성이 향상되며, 고가인 탄소계 쇼트화이버의 사용량을 줄일 수 있는 예비성형체의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정량의 물에 3 - 5wt% 정도의 실리카 콜로이드계 무기바인더를 용해시키는 단계와; 상기 용해된 무기바인더에 미리 계산된 실리카계 세라믹 쇼트화이버와 탄소계 쇼트화이버를 투입하고 교반시켜 혼합하는 단계와; 상기 혼합된 재료를 형틀에 공급하고 그 상부를 밀폐시킨 다음, 형틀과 집수조를 회전시켜 재료내의 실리카계 세라믹 쇼트화이버는 외측으로 탄소계 쇼트화이버는 내측으로 분포되도록 하는 단계와; 상기 형틀과 집수조를 회전시키는 단계와 병행하여 수행되는 것으로 진공펌프의 진공흡인력으로 재료내의 수분을 배수시키는 단계와; 배수가 완료된 재료를 형틀로부터 분리시킨 후 이를 건조시켜 수분을 완전히 제거하는 단계를 포함하는 예비성형체 제조방법을 제공하는데 그 특징이 있다.

도 1은 종래의 예비성형체 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 2는 종래의 제조방법에 의해 제조된 예비성형체를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 예비성형체 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 예비성형체 제조방법에 의해 제조된 예비성형체를 도시한 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >

11 ; 형틀 12 ; 집수조

14 ; 진공펌프 15 ; 배수판

17 ; 캡 18 ; 회전테이블

19 ; 실린더 형상의 예비성형체

19a ; 실리카계 세라믹 쇼트화이버

19b : 탄소계 쇼트화이버

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 예비성형체 제조장치를 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 세라믹계 예비성형체의 제조벙법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소정량의 물에 3 - 5wt% 정도의 실리카 콜로이드계 무기바인더를 용해시킨다. 그리고 여기에 미리 계산된 실리카계 세라믹 쇼트화이버와 탄소계 쇼트화이버를 투입하고 교반시켜 이들을 잘 혼합한다.

그리고 혼합된 재료를 형틀(11)에 공급하고 그 상부를 캡(17)으로 밀폐시킨 다음, 회전테이블(18)을 동작시켜 형틀(11)과 집수조(12)를 회전시킨다.

따라서 원심력에 의해 형틀(11) 내부의 재료가 회전되면서 밀도가 약 3.0∼3.5ｇ/㎤ 인 실리카계 세라믹 쇼트화이버(19a)는 외측으로 분포되고, 밀도가 약 1.5∼2.0ｇ/㎤ 인 탄소계 쇼트화이버(19b)는 내측으로 분포되게 된다.

그리고 형틀(11)과 집수조(12)를 회전시킴과 동시에 진공펌프(14)의 진공흡인력으로 재료내의 수분을 배수판(15)의 배수구멍(15a)을 통해 하부로 배수시킨다.

그리고 배수가 완료된 재료를 형틀(11)로부터 분리시킨 후 이를 건조시켜 수분을 완전히 제거함으로써 도 4에 도시된 바와같이 외측에는 마모특성이 우수한 실리카계 세라믹 쇼트화이버(19a)가 분포되고 내측에는 윤할특성이 우수한 탄소계 쇼트화이버(19b)가 분포된 이중구조를 가지는 실린더 형상의 예비성형체(19)를 제조하게 된다.

따라서 이와같은 과정을 통해 제조된 실린더 형상의 예비성형체(19)는, 기능부위인 내면에 윤활특성이 우수한 탄소계 쇼트화이버(19b)가 집중적으로 분포되어 있으므로, 종래 방법에 의해 제조된 예비성형체에 비하여 기능부위인 내면의 가공(절삭이나 연마등)이 용이하고, 또한 기능부위인 내면의 윤활특성이 향상되어 상대 재질이 내면에 부착되는 것을 최소화시킬 수 있으므로 그 만큼 성능이 향상되게 된다.

또한 실리카계 세라믹 쇼트화이버에 비해 상대적으로 고가인 탄소계 쇼트화이버(19b)가 기능부위인 내면쪽에 집중적으로 분포되도록 되어 있으므로, 종래 방법에 의해 제조된 예비성형체에 비하여 탄소계 쇼트화이버의 사용량을 줄일 수 있으므로 그 만큼 제품의 단가를 낮출 수 있게 된다.

그리고 실리카계 세라믹 쇼트화이버(19a)가 비기능부위인 외면쪽에 집중적으로 분포되어 있으므로, 종래 방법에 의해 제조된 예비성형체에 비하여 높은 비강도, 내열성, 내마모특성을 갖게된다.

이와같은 예비성형체는 주로 엔진 실린더의 라이너등의 제조에 사용된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명 예비성형체 제조방법에 의하면, 외측에는 마모특성이 우수한 실리카계 세라믹 쇼트화이버가 분포되고 내측에는 윤할특성이 우수한 탄소계 쇼트화이버가 분포된 이중구조의 실린더 형상의 예비성형체를 얻을 수 있으므로, 기능부위인 내면의 가공이 용이하고, 기능부위인 내면의 윤활특성이 향상되며, 고가인 탄소계 쇼트화이버의 사용량을 줄일 수 있어 제품의 단가를 낮출 수 있는 등의 효과를 제공한다.

Claims

소정량의 물에 3 - 5wt% 정도의 실리카 콜로이드계 무기바인더를 용해시키는 단계와;

상기 용해된 무기바인더에 미리 계산된 실리카계 세라믹 쇼트화이버와 탄소계 쇼트화이버를 투입하고 교반시켜 혼합하는 단계와;

상기 혼합된 재료를 형틀에 공급하고 그 상부를 밀폐시킨 다음,형틀과 집수조를 회전시켜 재료내의 세라믹계 쇼트화이버는 외측으로 탄소계 쇼트화이버는 내측으로 분포되도록 하는 단계와;

상기 형틀과 집수조를 회전시키는 단계와 병행하여 수행되는 것으로 진공펌프의 진공흡인력으로 재료내의 수분을 배수시키는 단계와;

배수가 완료된 재료를 형틀로부터 분리시킨 후 이를 건조시켜 수분을 완전히 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예비성형체 제조방법.