KR100246704B1 - 슬라이딩 부품 및 그 제조법 - Google Patents

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KR100246704B1 KR1019970701071A KR19970701071A KR100246704B1 KR 100246704 B1 KR100246704 B1 KR 100246704B1 KR 1019970701071 A KR1019970701071 A KR 1019970701071A KR 19970701071 A KR19970701071 A KR 19970701071A KR 100246704 B1 KR100246704 B1 KR 100246704B1
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마사미치 야마기와
타카오 니시오카
히사오 타케우치
아키라 야마카와
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구라우치 노리타카
스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

강철로 구성되는 부분에 표면담금질을 실시함으로써 크라우닝형상을 가진 슬라이딩부품과 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
크라우닝은, 표면담금질후의 열처리나 가공에 의해 또 형상이나 양을 조정할 수 있고, 슬라이딩부품의 구성은, 강철단일체인 것, 또는 표면담금질에 의해 크라우닝형상을 이루는 슬라이딩면을 형성하는 부재중 적어도 1개소가 강철제슬라이딩 부품본체에 접합 또는 끼워맞춤되고, 그 재질이 세라믹스인 슬라이딩부품이다.

Description

슬라이딩부품 및 그 제조법
일반적으로 기계슬라이딩부품에서는 한쪽닿기방지를 위하여, 쌍을 이루는 슬라이딩면의 한쪽은 평면이 아니고 중앙부가 바깥가장자리부에 대해서 약간(수㎛∼수십㎛정도)높게 된 볼록형상의 크라우닝형상을 취하고 있다.
이 크라우닝형상은 기계(연마)가공이나 일본국 특개소 63-289306에 기재된 세라믹스를 금속으로 바깥끼우기하고, 그 체결력에 의해 세라믹스를 탄성변형시키기는 방법, 또 일본국 특개소 63-225728에 기재의 슬라이딩면을 형성하는 세라믹스와 본체인 금속을 가열접합하고, 양자의 열팽창률의 차를 이용하는 방법, 또, 임시소결체를 미리 크라우닝형상으로 가공한 후에 소결하고, 소결한 그대로의 면을 슬라이딩면으로서 사용하는 방법[자동차기술Vol.39, No.10, (1985)p1184] 등에 의해 성형되어 있다.
그러나 크라우닝형상이 3차원형상이기 때문에, 기계가공에 의한 동형상의 형성에는 다대한 코스트를 요한다.
또, 바깥끼우기에 의한 방법이나 세라믹스와 금속의 열팽창차를 이용하는 방법에서는, 구조, 가열, 온도 등이 결정되면 크라우닝량에 제약이 생기게 된다.
임시소결체를 미리 크라우닝형상으로 가공한 후에 소결하고, 소결한 그대로의 면을 슬라이딩면으로서 사용하는 방법에서는 소성시의 수축에 의해 크라우닝형상으로 가공한 면이 변형하여 치수정밀도가 저하해버린다는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 사정에 비추어서 보다 실용성을 높인 슬라이딩부품 및 그 제조법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 태핏, 로커암 등의 엔진부품이나 베어링 등을 비롯한 내마모성이 요구되는 복수의 슬라이딩면을 가진 슬라이딩부품 및 그 제조법에 관한 것이다.
제1도는 밸브리프터종단면도이다.
제2도는 태핏종단면도이다.
제3도는 태핏종단면도이다.
제4도는 태핏본체종단면도이다.
제5도는 태핏종단면도이다.
제6도는 태핏종단면도이다.
제7도는 밸브리프터종단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
A : 담금질범위 상한 1 : 밸브리프터
2 : 태핏본체 3,5 : 슬라이딩부재
4 : 밸브리프터본체 10 : 슬라이딩면
11 : 외주면 12 : 반구면
13 : 내저면 14 : 목부분외주면
[발명의 개시]
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명이 제공하는 슬라이딩부품은,
① 강철로 구성되는 개소에 부분적으로 표면담금질처리를 실시함으로써, 적어도 1개소의 슬라이딩면이 크라우닝형상으로 되어 있는 슬라이딩부품
② 표면담금질후에 행하는 열처리나 강철부의 가공에 의해 크라우닝량을 변화시킨 슬라이딩부품
③ 이상의 표면담금질처리에 의해 크라우닝형상을 이루는 슬라이딩면을 형성하는 부재중 적어도 1개소가 접합 또는 끼워맞춤에 의해 형성되어 있는 슬라이딩부품이고,
그 제조법은,
① 슬라이딩면을 크라우닝형상으로 하기 위하여 슬라이딩부품본체중 강철로 구성되어 있는 개소에 부분적으로 표면담금질처리를 실시하는 방법
② 표면담금질후에 크라우닝량을 변화시키기 위하여 열처리나 강철부의 가공을 행하는 방법
③ 슬라이딩면을 형성하는 부재를 슬라이딩부품본체에 접합이나 끼워맞춤에 의해 행하는 방법이다.
또, 접합이나 끼워맞춤에 의해 형성되는 슬라이딩면의 부재는, 세라믹스를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
[작용]
본 발명의 슬라이딩부품에서는, 슬라이딩부품을 구성하는 경화가능한 강철에 부분적으로 표면담금질처리를 행함으로써, 적어도 1개소의 슬라이딩면에 크라우닝형상을 형성시킨다.
즉 표면담금질할때의 마르텐사이트변태에 의한 체적팽창이나 소위 담금질변형 등을 이용함으로써 부분적으로 변형을 발생시키고, 슬라이딩부품중의 임의의 슬라이딩면에 크라우닝형상을 부여시킨다.
표면담금질을 실시하는 개소는, 크라우닝을 부여하는 슬라이딩면의 장소나 크라우닝량에 의해 적시에 선택된다. 표면담금질에 의해 크라우닝을 부여하기 위해서는 상기한 현상을 이용한다. 따라서 접합부부근이나 광범위하게 담금질을 행하는 편이 효율적이다. 이에 더하여 표면담금질을 실시하는 표면적의 합계는 부품전체로부터 크라우닝형성시킨 부분을 제외한 표면적의 30% 이상인 것이 바람직하다.
또, 부여하는 크라우닝량은 표면담금질의 수법이나 방법(가열이나 냉각시간등), 또 사용하는 강철재의 종류 등에 의해 광범위한 제어가 가능하다.
또, 담금질처리를 행한 개소는 경화되고, 마모가 적고 내구성이 있고 슬라이딩부로서도 기능을 발휘할 수 있는 효과도 동시에 생긴다.
표면담금질처리를 실시하는 부분의 강철은, 표면담금질처리에 의해 경화하면 종류는 특별히 관계없지만, 강도, 재료나 가공의 코스트면에서 기계구조용 강철로서 널리 사용되고 있는 탄소강이나 Ni, Cr, Mo를 합금원소로 해서 첨가되어 있는 합금강등이 바람직하다.
또, 본 발명에서는 표면담금질처리를 행한 슬라이딩부품에 열처리를 가함으로써 크라우닝량을 변화시킨다. 이것은, 표면담금질에 의해 발생한 잔류응력의 해방이나 마르텐사이트를 비롯한 담금질에 의해서 형성된 불안정조직의 변화를 이용한다. 열처리는, 전체에 또는 부분적이라도 좋고 변화시키는 크라우닝의 장소나 양 및 형상에 따라 선택된다.
이 열처리는 담금질경화된 개소의 템퍼링처리로서 행함으로써 사용목적에 따른 적당한 경도와 인성을 구비시킬 수 있고, 잔류응력이 제거되고, 그에 의해서 크라우닝량의 경년변화나 그에 의한 경화개소의 균열을 방지할 수 있다.
본 발명의 슬라이딩부품은 표면담금질처리후, 강철부에 가공을 실시함으로써 크라우닝량을 변화시킨다. 표면담금질후, 슬라이딩부품은 담금질변형 등에 의한 여러 가지 잔류응력이 균형잡혀 그 크라우닝형상을 유지하고 있으나, 가공에 의해 강성을 변화시키거나, 잔류응력층을 제거하고, 그 밸런스를 무너뜨리는 것을 이용해서 크라우닝량을 변화시킨다.
가공개소는, 변화시키는 크라우닝의 장소나 양에 의해 적시에 선택된다. 이 가공은 당연히 고정밀도의 치수나 면조도를 요구되는 슬라이딩개소를 형성시키는 것으로서 사용해도 된다.
또, 특히 슬라이딩특성이 요구되는 개소에는, 슬라이딩특성이 뛰어난 부재를 슬라이딩부품본체에 접합이나 끼워맞춤에 의해서 장착해도 된다. 이 경우, 접합이나 끼워맞춤에 의해 발생한 잔류응력의 해방이 담금질후의 열처리나 가공에 의해서 발생하므로 크라우닝의 변화량을 광범위하게 할 수 있다.
이 슬라이딩부품본체에 장착되고 슬라이딩면을 형성하는 부재는, 특히 슬라이딩성, 내열성이 뛰어난 세라믹스를 사용하는 것이 바람직하다.
세라믹스로서는, 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 질화규소(Si3N4) 등의 고강도의 재료가 보다 바람직하다. 또한, 세라믹스로서는 JIS준거의 4점굴곡 강도 50kg/㎟이상, 또한 내열충격성을 나타내는 온도차 400℃이상의 것을 사용한다. 이들 중에서도 특히 Si3N4세라믹스가 뛰어난 특성을 나타낸다.
더욱 바람직하게는, 그 실온에서의 강도치 및 내열충격성을 표시하는 온도차가 각각 JIS준거의 4점굴곡시험편에서 100kg/㎟이상, 800℃이상인 질화규소계 세라믹스를 사용한다.
표면담금질처리되는 부근에 세라믹스와 강철이 접합되어 있는 경우에는, 그 접합상태나 강도를 유지하기 위하여 접합부의 온도를 접합시보다 낮게 되도록 냉각을 행하거나, 처리조건의 조정을 행하나, 형상 등의 제약으로부터 접합부가 접합온도 근처까지 온도상승하는 경우도 있다. 그 때문에, 냉각(오일냉각등)에 의한 열충격후의 강도열악화를 초래하지 않기 위해서는, 세라믹스는 내열충격온도차는 적어도 400℃이상으로 한다. 이 경우 가장 확실하게는 800℃ 이상인 것이 바람직하다.
또 세라믹스로서 상기 고강도의 질화규소계 세라믹스를 선택하고, 그 강도를 100kg/㎟이상, 바람직하게는 130kg/㎟이상으로 하므로써, 접합부부근에 표면담금질 처리를 행하는 경우에도 세라믹스에 발생하는 응력에 견딜 수 있고, 균열의 발생을 용이하게 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 슬라이딩부품의 제조법에 대해서 설명한다.
사용하는 표면담금질처리법은, 고주파, 불꽃, 레이저빔, 전자빔담금질등 공지의 방법을 사용한다.
또, 담금질처리를 행하는 개소의 인성을 확보할 필요가 있는 경우에는, 침탄처리를 실시한 강철제본체를 사용하면 된다.
표면담금질후의 열처리는 100℃로부터 700℃에서 행한다. 100℃보다 낮으면 크라우닝의 변화는 거의 없고, 700℃를 넘으면 오스테나이트조적이 생겨 담금질에 의해 생긴 조직이 붕괴되게 되어 바람직하지 않다. 보다 바람직한 온도범위는, 150℃로부터 600℃이다.
표면담금질후의 강철부의 가공은, 절삭 등의 공지의 기계가공에 의해 행한다. 특히 담금질을 행하고 슬라이딩부로서 사용하는 경우에는, 흑피(mill scale)라고 불리는 표면층을 제거하고, 또 담금질변형에 의한 변형을 없애어 고정밀도로 가공하는 일이 필요하다. 또, 면조도를 적당하게 보다 작은 레벨로 조정하는 경우에는, 연마가공에 의해 행하면 된다.
슬라이딩면을 형성하는 부재를 슬라이딩부품본체에 장착할 경우에는, 접합이나 끼워맞춤에 의해 행한다. 접합으로서는 경랍(硬
Figure kpo00001
)땜이나 확산접합 등의 가열접합, 용접이나 압접 등의 공지의 방법을 이용하면 된다.
가열접합시의 온도는 표면담금질처리시의 온도상승에서의 영향이 없도록 800℃이상인 것이 가장 바람직하다.
바꿔말하자면, 가열접합시의 온도이상이 되지 않도록, 표면담근질개소를 선택하는 것이 바람직하고, 또 표면담금질할때에 열의 확산이 적은 전자빔이나 레이버빔담금질에서는 접합부근처까지 담금질을 실시할 수 있고, 표면담금질할 수 있는 면적은 크게 할 수 있다.
한편, 불꽃이나 고주파담금질에서는, 열영향부가 커지므로 접합부근처까지는 담금질을 실시하는 것이 어렵고, 예를들면 고주파담금질에서는 가열시간이나 주파수에 따라 다르지만 담금질범위는 대개 접합부로부터 수mm정도 떼어놓은 것이 바람직하다.
접합되는 부재가 세라믹스일 경우에는, 경랍땜에 의한 접합을 행하나, 경랍재는, 세라믹스를 금속에 직접 접합할 경우, Ti를 함유한 은랍, 예를들면 Ag-Cu-Ti계, Ag-Ti계등이 선택되고, 세라믹스의 접합면쪽에 메탈라이즈처리되어 있는 경우에는, Ag-Cu계등이 좋다.
또, 경랍땜분위기는 비산화분위기(진공 및 Ar, N2, H2및 그들의 혼합가스등)가 바람직하다. 끼워맞춤은 압입이나 수축끼워맞춤 등의 공지의 방법으로 행하면 된다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
[실시예 1]
도 1에 본 발명에 의거한 슬라이딩부품의 일례로서 제작한 밸브리프터를 표시한다.
밸브리프터(1)는 기계구조용 합금강크롬몰리브덴강 SCM440(JIS G4105)를 사용했다.
전체의 치수는, 외경 ψ25mm, 내경 ψ22mm, 전체높이 25mm, 안쪽높이 20mm이다.
밸브리프터(1)를 850℃로부터 오일냉각하고, 550℃로부터의 급냉에 의해서 템퍼링을 행한 후, 슬라이딩면이 되는 면(10)을 평면도 3㎛, 표면거칠기 1.6㎛이하(JIS 10점평균거칠기)로 가공했다.
외주면(11)을 주파수 300kHz의 고주파에 의해, 개구부로부터 동 외주면전체길이로서 각각 6, 12, 18, 25mm의 범위를 가열하고, 가열범위가 다른 시료로 했다. 이들의 시료는 그후 곧바로 밸브리프터전체를 수냉하여, 담금질처리를 했다.
담금질처리후, 20개의 평균으로 면(10)의 형상은 중앙부가 바깥가장자리부에 비해서 표 1에 표시한 값만큼 불룩나온 구면형상이었다. 여기서 바깥가장자리부란 직경에서 21mm의 곳으로 했다.
Figure kpo00002
또, 담금질범위가 25mm인 샘플을 사용해서 마찬가지로 내저면(13)을 고주파 담금질하고, 그때 가열시간을 2, 4, 6, 8초로 변화시켰다. 크라우닝량(불룩나온 양)의 내저면 담금질전후에서의 변화량은 5개의 평균으로 각각, 5, 3, -1, -3㎛가 되었다.
또, 가열시간이 2초인 것을 200℃의 오일욕에서 템퍼링처리하고, 외주를 센터리스연삭에 의해 ψ24.8mm로 마무리했다. 템퍼링후에는 크라우닝이 5개의 평균으로 2㎛, 가공후에는 2㎛가 각 증가했다.
[실시예 2]
도 2에 본 발명에 의거한 슬라이딩부품의 일례로서 제작한 태핏을 표시한다.
태핏본체(2)는, 기계구조용 합금강니켈크롬강SNC836(JIS G4102)을 사용했다. 슬라이딩부품의 치수는, 직경 ψ30mm, 중공부내경 ψ25mm, 전체높이 40mm이다. 본 발명에 의거해서 슬라이딩면(10)을 형성하는 슬라이딩부재(3)에 직경 ψ30mm, 두께 1.5mm의 시판의 탄화규소(SiC)세라믹스, 초경합금을 사용하고, 슬라이딩면이 되는 면(10)은 평면도 5㎛, 표면거칠기 1.6㎛이하(10점 평균거칠기)로 가공했다.
태핏본체(2)에의 슬라이딩부재(3)의 접합은, 두께 50㎛의 Ag-Cu-Ti계 땜납재를 개재해서 진공속에서 860℃, 30분유지의 조건에서 행하였다. 외주면(11)을 가속전압 6kV의 전자빔에 의해 가열하고, 담금질처리로 했다. 면(10)의 형상은 표면 담금질처리에 의해 바깥가장자리부(ψ25mm)에 대한 중앙부의 구면형상의 불룩나온 양이 20개의 평균으로 SiC, 초경합금에서 각각 9.4㎛증가하고, 전체의 불룩나온량은 29.22㎛가 되었다.
[실시예 3]
실시예 2와 마찬가지의 형상의 태핏을 이하와 같이 제작했다.
태핏본체(2)는 기계구조용 합금강 크롬강 SCr440(JIS G4104)를 사용하고, Si3N4제 슬라이딩부재(3)는 이하에 표시한 바와 같이 제작했다.
시판의 Si3N4분말에 소결조제로서 5중량%의 Y2O3분말, 2중량%의 Al2O3분말을 첨가하고, 에탄올속에서 볼밀에 의한 혼합을 96시간 행하였다. 건조후, 얻어진 혼합분말을 프레스성형한 후 또 CIP를 행한 후, 2기압의 질소가스분위기속에 있어서 1710℃, 4시간의 조건에서 소결하고, 그후 1000기압의 질소가스분위기속에서 1660℃, 1시간의 HIP처리를 행하였다.
얻어진 소결체는 α율이 11%, 50㎛길이에 대한 결정입자의 신밀도가 155였다. α율은, (α-질화규소, α'-사이얼론), (β-질화규소, β'-사이얼론)의 각각의 (102)+(210), (101)+(210)의 회절선의 피이크강도비 : α[(102)+(210)]/{α[(102)+(210)]+β[(101)+(210)]}로서 구했다. 또, 소결체의 기계적특성을 표 2에 표시한다.
Figure kpo00003
얻어진 소결체직경 30mm, 두께 1mm의 소재를 잘라내고, 슬라이딩면이 되는 면(10)은 평면도 5㎛, 표면거칠기 1.6㎛이하(10점평균거칠기)로 가공했다. 태핏본체(2)와 두께 50㎛의 Ag-Ti계 경랍재를 개재해서 진공속에서 1000℃, 30분유지의 조건에서 경랍땜을 행하였다.
경랍땜된 태핏을 실시예 1과 마찬가지로 고주파(400kHz)에 의해 외주면(11)의 표면을 개구부로부터 A부(개구부로부터 25mm)까지 가열하고, 그후 곧바로 태핏전체를 수냉하고, 계속해서 반구면(12)도 마찬가지로 고주파에 의해 담금질(가열시간 5초)하고 수냉했다.
표면담금질처리후, 20개의 평균으로 슬라이딩면(10)의 바깥자장자리부(ψ25mm)에 대한 중앙부의 구면형상의 불룩나온양(크라우닝변화량)은 면(11)만 담금질한 경우는 8㎛증가하고, 32㎛가 되었다. 면(12)에도 담금질한 경우에는 또 12㎛증가했다.
[실시예 4]
실시예 3에 있어서, 외주면(11)의 담금질의 범위를 개구부로부터의 거리로서 5, 15, 25, 30mm로 변화시켰다. 그 결과, 외주면의 담금질에 의한 크라우닝의 변화량은, 표 3과 같이 되었다.
Figure kpo00004
[실시예 5]
실시예 3에 있어서, 반구면(12)의 담금질을 가열시간을 3, 7, 9초로 변경해서 행하였다. 그 결과, 외주면(11)의 담금질후로부터의 크라우닝의 변화량은, 각각 20개의 평균으로 16.5, -2㎛였다.
[실시예 6]
실시예 3의 고주파담금질한 태핏을, 200℃의 오일욕속에서 열처리(템퍼링)을 행하였다. 그 결과, 외주면(11)의 담금질후로부터의 크라우닝의 변화량은 20개의 평균으로 5㎛였다.
[실시예 7]
도 3에 본 발명에 의거한 슬라이딩부품의 일례로서 제작한 태핏을 표시한다.
태핏본체(2)는, 기계구조용 합금강 니켈크롬강 SCM435(JIS G4105)를 사용했다. 슬라이딩부품의 치수는, 직경 ψ31mm, 중공부내경 ψ27mm, 전체높이 55mm이다. 실시예 3에서 제작한 질화규소를 직경 ψ30mm, 두께 1.3mm로 가공하고 슬라이딩부재(3)로하고, 슬라이딩면이 되는 면(10)은 평면도 3㎛, 표면거칠기 0.8㎛이하(10점평균거칠기)로 연마가공했다.
태핏본체(2)에의 슬라이딩부재(3)의 접합은, 두께 50㎛의 Ag-Cu-Ti계의 경랍재를 개재해서 진공속에서 880℃, 40분유지의 조건에서 행하였다.
경랍땜된 태핏을 실시예 3과 마찬가지로 고주파에 의해 외주면(11)의 표면을 개구부로부터 A부까지 가열하고, 그후 곧바로 태핏전체를 수냉하고, 계속해서 반구면(12)도 마찬가지로 고주파에 의해 담금질하고 수냉했다. 150℃의 오일욕속에서 템퍼링후, 태핏본체(2)를 센터리스연삭에 의해 ψ30.5mm까지 가공했다. 그 결과, 템퍼링후의 크라우닝의 변화량은, 20개의 평균으로 6㎛였다. 또한, 크라우닝은 중앙부와 바깥가장자리부(ψ25mm)의 단차로서 측정했다.
[실시예 8]
도 4에 본 발명에 의거한 슬라이딩부품의 일례로서 제작한 태핏본체(2)를 표시한다. 재료는, 기계구조용 합금강 니켈크롬강 SNC631(JIS G4102)를 사용했다. 슬라이딩부품의 치수는, 직경 ψ25.5mm, 중공부내경 ψ22mm, 전체높이 45mm이다. 실시예 3에서 제작한 질화규소를 직경 ψ24.5mm, 두께 1.2mm로 가공하고 슬라이딩부재(3)로 하고, 슬라이딩면이 되는 면(10)은 평면도 3㎛, 표면거칠기 0.8㎛이하(10점 평균거칠기)로 연마가공하여 슬라이딩부재(3)로 했다.
태핏본체(2)에의 슬라이딩부재(3)의 접합은, 두께 50㎛의 Ag-Ti계 경랍재를 개재해서 진공속에서 1100℃, 20분유지의 조건에서 행하였다.
경랍땜된 태핏을 실시예 3과 마찬가지로 고주파에 의해 외주면(11)의 표면을 개구부로부터 A부까지 가열하고, 그후 곧바로 태핏전체를 수냉하고, 계속해서 반구면(12)도 마찬가지로 고주파에 의해 담금질하고 수냉했다. 150℃의 오일욕속에서 템퍼링후, 태핏강철부를 센터리스연삭에 의해 ψ25.0mm까지 가공했다. 그후, 도 5와 같이 접합부근을 기계가공에 의해 ψ24.75mm까지 마무리했다. 그 결과, 접합부부근의 가공을 한 것은 하지 않은 것에 비해서 크라우닝은, 20개의 평균으로 5㎛컸다. 또한, 크라우닝은 중앙부와 바깥가장자리부(ψ25mm)의 단차로서 측정했다.
[실시예 9]
도 6에 본 발명에 의거한 슬라이딩부품의 일례로서 제작한 태핏을 표시한다. 슬라이딩부품의 치수는, 우산부가 직경 ψ30mm, 목부직경 ψ17mm, 전체높이 45mm이다. 실시예 3에서 제작한 질화규소를 직경 ψ30mm, 두께 1.2mm로 가공하고 슬라이딩부재(3)로 했다. 면(10)의 평면도, 표면거칠기는 실시예 3과 동일하게 했다.
태핏본체(2)는 기계구조용 합금강니켈크롬몰리브덴강 SNCM616(JIS G4103)에 침탄처리(침탄깊이: 0.5mm)를 실시한 것을 사용했다. 단, 슬라이딩부재(3)와의 접합면은 침탄층을 제거가공했다. 슬라이딩부재(3)에의 접합은, 두께 70㎛의 Ag-Cu-Ti계 땜납재를 개재해서 진공속에서 860℃, 10분유지의 조건에서 행하였다. 한편, 시판의 초경합금을 질화규소와 마찬가지로 가공하고, 1050℃에서 확산접합에 의해 태핏본체(2)에 접합했다.
경랍땜된 태핏의 목부분외주면(14)을 고주파에 의해 가열하고, 그후 곧바로 태핏전체를 수냉했다. 그 결과, 크라우닝은 20개의 평균으로 담금질에 의해 질화규소, 초경합금에서 각각 10, 7㎛커졌다.
[실시예 10]
도 7에 본 발명에 의거한 슬라이딩부품의 일례로서 제작한 밸브리프터를 표시한다. 밸브리프터본체(4)는 기계구조용 합금강 니켈크롬몰리브덴강 SNCM439(JIS G4103)을 사용했다. 슬라이딩부품의 치수는 직경 ψ30mm, 전체높이 40mm이다.
본 발명에 의거해서 슬라이딩면(10)을 형성한다. 슬라이딩부재(5)에 직경 ψ27.5mm, 두께 6mm의 시판의 질화규소세라믹스, 초경합금 및 실시예 3에서 제작한 질화규소세라믹스를 사용하고, 압입여유분 50㎛로 끼워맞춤했다. 슬라이딩면이 되는 면(10)은 실시예 2와 마찬가지의 가공을 실시했다.
외주면(11)을 가속전압 7kV의 전자빔에 의해 가열하고, 담금질처리로 했다. 담금질처리에 의해 20개의 평균으로 시판질화규소, 초경합금, 실시예 3에서 제작한 질화규소에서 각각 슬라이딩면(10)의 형상은 중앙부가 바깥가장자리부(ψ23mm)에 비해서 각각, 7, 5, 8㎛, 구면형상으로 불룩나오고, 전체의 불룩나온양은 각각 14, 10, 15㎛가 되었다.
본 발명은, 슬라이딩부품의 강철로 구성되는 개소에 공지의 표면담금질처리를 실시함으로써 크라우닝형상을 성형시키고, 또 표면담금질후의 열처리나 강철부의 가공에 의해 크라우닝형상을 변화시키고, 그 크라우닝형상을 이루는 슬라이딩면중, 적어도 1개소의 슬라이딩면을 형성하는 부재, 바람직하게는 굽힘강도, 내열충격성이 뛰어난 질화규소계 세라믹스로 그 슬라이딩면을 형성하고, 또한 당해부재가 접합 또는 끼워맞춤에 의해 슬라이딩부품에 장착됨으로써 이하의 효과가 있다.
①표면담금질처리, 표면담금질후의 열처리 및 강철부의 가공에 의해 크라우닝형상을 부여하기 위하여, 크라우닝형상을 부여하는 개소 및 크라우닝량의 제어가 가능하다.
②슬라이딩특성이 필요한 부분에 접합 또는 끼워맞춤하는 부재의 사전가공형상이 평면이므로 3차원의 사전가공이 불필요하기 때문에, 저코스트의 슬라이딩부품이 제공가능하다.
③슬라이딩특성이 필요한 부분에 세라믹스를 슬라이딩부재로서 접합 또는 끼워맞춤하기 때문에, 저코스트의 슬라이딩부품이 제공가능하다.

Claims (18)

  1. 크라우닝형상의 슬라이딩면을 형성하는 부재중 적어도 1개소가 강철로 구성되는 개소에 접합 또는 끼워맞춤에 의해서 형성되어 있고, 상기 강철로 구성되는 개소에 부분적으로 표면담금질처리를 실시함으로써, 크라우닝형상의 슬라이딩면이 형성되고 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품.
  2. 제1항에 있어서, 표면담금질이 실시된 표면적이 부품전체로부터 크라우닝형성시킨 부분을 제외한 면적의 30%이상인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
  3. 제2항에 있어서, 표면담금질처리를 실시함으로써 슬라이딩면의 중앙부와 바깥가장자리부의 단차, 소위 크라우닝량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품.
  4. 제2항에 있어서, 표면담금질처리를 실시함으로써 크라우닝량을 감소시킨 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품.
  5. 제1항에 있어서, 표면담금질처리후에 열처리를 실시함으로써, 크라우닝량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품.
  6. 제1항에 있어서, 표면담금질처리후에 강철부의 일부 또는 전체에 가공을 실시함으로써, 크라우닝량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품.
  7. 제1항에 있어서, 표면담금질처리에 의해 크라우닝형상을 이루는 슬라이딩면을 형성하는 부재중 적어도 1개소가 세라믹스로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품.
  8. 제1항에 있어서, 표면담금질처리에 의해 크라우닝형상을 이루는 슬라이딩면을 형성하는 부재중 적어도 1개소가 질화규소계 세라믹스로 이루어지고, 그 실온에서의 강도 및 내열충격성을 표시하는 온도차가 각각 100kg/㎟이상, 800℃이상인 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품.
  9. 강철로 구성되는 개소에 슬라이딩면을 형성하는 부재중 적어도 1개소를 접합하거나 끼워맞춤하는 것을 구비하고, 상기 강철로 구성되는 개소에 부분적으로 표면담금질처리를 실시함으로써, 슬라이딩면을 크라우닝형상으로 하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
  10. 제9항에 있어서, 표면담금질을 실시한 표면적이 부품전체로부터 크라우닝 형성시킨 부분을 제외한 면적의 30%이상인 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
  11. 제10항에 있어서, 표면담금질처리를 실시함으로써, 목적으로 하는 어떤 부분에서 크라우닝량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
  12. 제10항에 있어서, 표면담금질처리를 실시함으로써, 목적으로 하는 어떤 부분에서 크라우닝량을 감소시킨 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
  13. 제9항에 있어서, 표면담금질처리후에 열처리에 의해 크라우닝량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
  14. 제13항에 있어서, 열처리의 온도범위가 100℃∼700℃인 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
  15. 제9항에 있어서, 표면담금질처리후에 강철부의 일부 또는 전체에 가공을 실시함으로써, 크라우닝량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
  16. 제19항에 있어서, 가공법이 연마가공인 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
  17. 제9항에 있어서, 표면담금질처리에 의해 크라우닝형상을 이루는 슬라이딩면을 형성하는 부재중 적어도 1개소사 세라믹스로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
  18. 제9항에 있어서, 표면담금질처리에 의해 크라우닝형상을 이루는 슬라이딩면을 형성하는 부재중 적어도 1개소가 질화규소계 세라믹스로 이루어지고, 그 실온에서의 강도 및 내열충격성을 표시하는 온도차가 각각 100kg/㎟이상, 800℃이상인 것을 특징으로 하는 슬라이딩부품의 제조법.
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