KR101002235B1 - 단방향 클러치용 분말 금속 클러치 레이스 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 단방향 클러치 메카니즘용 클러치 레이스의 제조 방법은 근사 최종 형상을 가진 레이스 표면과 약 6.8 내지 7.6 g/cc의 코어 밀도를 만들기 위해서 철계 분말 금속을 근사 최종 형상으로 콤팩트처리하고 소결처리하는 단계를 포함한다. 캠 표면은 열처리 후에 더 이상의 가공없이 단방향 클러치 사용처에 즉시 사용될 수 있는 최종 표면 거칠기를 가진 충분히 고밀화된 재료의 매우 고밀화된 층을 만들기 위해 표면의 밀도를 국소적으로 증가시키는 방식으로 냉간가공된다. 단방향 클러치 메카니즘의 내측 레이스 및 외측 레이스 모두는 상기와 같은 방식으로 형성될 수 있어서 우수한 강도, 인성, 피로 강도 및 내마모성을 가지는 레이스가 된다.

단방향 클러치, 레이스 표면, 분말 금속, 근사 최종 형상, 캠 표면, 표면 거칠기, 냉간가공, 내측 레이스, 외측 레이스

Description

단방향 클러치용 분말 금속 클러치 레이스 및 그 제조 방법{POWDER METAL CLUTCH RACES FOR ONE-WAY CLUTCHES AND METHOD OF MANUFACTURE}

본 발명의 대체로 단방향 클러치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기의 단방향 클러치용 레이스의 제조에 관한 것이다.

단방향 클러치의 기본적인 작동 원리는 당해 기술분야의 통상의 전문가에게 잘 알려져 있다. 내측 요소와 외측 요소의 상대 회전은 클러치를 가로지르는 토크의 전달을 가능하게 하는 한쪽 방향으로는 제한되는 반면에, 내측 요소와 외측 요소는 반대쪽 방향으로는 오버런(overrun)하거나 자유롭게 움직일 수 있다. 거의 모든 현대의 승용차의 자동 변속장치는 그 작동 범위에 걸쳐서 변속을 할 때 하나의 토크 경로로부터 다른 토크 경로로의 전환을 원활하게 하기 위해 하나 이상의 단방향 클러치를 사용하고 있다. 또한 오버런닝 클러치 또는 프리휠(freewheel)로서 알려진 대부분의 통상적인 단방향 클러치 타입은:

1) 롤러 단방향 클러치

2) 스프래그(Sprag) 단방향 클러치

3) 래칫 단방향 클러치

이다.

롤러 타입과 스프래그 타입은 1950년대 초기 이후 생산되고 있다. 래칫 클러치는 l990년대 중반에 생산되기 시작하였다. 모든 이러한 단방향 클러치 조립체는 그들이 사용되는 특정한 적용예에 따라 만족스럽게 작동한다. 모든 이러한 클러치의 기본적인 구조는 외측 레이스, 내측 레이스, 상기 레이스들과 연동할 수 있는 한 세트의 잠금 요소(롤러, 스프래그 또는 폴) 및 상기 잠금 요소를 작동가능하게 하는 스프링을 포함하고 있다.

먼저, 롤러 및 스프래그 단방향 클러치용 레이스는 이하의 전통적인 기계가공법(선반 작업, 브로칭 작업 등)에 의해 연강(wrought steel)으로 제조된다. 이러한 프로세스는 오늘날의 생산에도 여전히 남아 있다. 사용되는 대표적인 강은 SAE 1060, SAE 5060, SAE 5120, SAE 5130 및 SAE 5160이다. 레이스 표면에서의 필요한 접촉 피로 강도와 레이스의 몸체에서의 인장 피로 강도를 개선시키기 위해, 대체로 부품들은 표면에서는 HRC55-60로 코어에서는 HRC 25-32으로 열처리된다.

레이스의 제조에 있어서의 주된 개량은 미국 특허 제3,772, 935호에 개시되어 있다. 개시된 프로세스는 분말 금속을 예비성형 블랭크로 콤팩트처리하고 소결처리한 다음 상기 예비성형품을 열간단조처리하여 레이스 전체에 걸쳐서 완전하고 일정한 밀도를 가지는 구성요소로 형성한다. 최종적으로, 상기 레이스는 열처리된다. 분말 단조 프로세스의 주된 이점은 기계가동을 줄인다는 것이다. 이러한 프로세스의 열처리 단계에 대한 개량은 미국 특허 제3,992,763호 및 미국 특허 제4,002,471호에 개시되어 있다.

대체 실시형상의 분말 단조 프로세스는 미국 특허 제5,966,581호에 개시되어 있다. 콤팩트처리되고 소결처리된 예비성형품이 단조 단계 이전에 롤러 버니싱 공구로 가공된다. 단조처리와 결합된 롤러 버니싱 프로세스는 최종적으로 열간단조처리되고 완전히 고밀화된 레이스의 피로 수명을 증가시킨다고 알려져 있다.

미국 특허 제5,966,581호에 개시된 또 다른 대체 실시형상은 콤팩트처리되고 소결처리된 예비성형품의 표면을 유리알이나 모래로 블라스팅(blasting)처리함으로써 상기 예비성형품을 냉간가공하는 것으로서, 상기 블라스팅처리는 예비성형품을 열간단조처리한 다음 그 표면을 가공하는 것이다. 이러한 방법은 롤러 버니싱에 의해 얻을 수 있는 것보다 상당히 거친 표면 거칠기의 결과를 가져온다.

따라서, 상기 종래 기술에서는 원하는 형상의 완전히 고밀화된 구성요소를 생산하기 위해 단방향 클러치 기구는 예비성형 블랭크로 콤팩트처리되고 소결처리된 분말 금속으로 제조하는 것으로 인식하고 있으며, 상기 예비성형 블랭크는 롤러 버니싱처리된 후 열간단조처리된다. 상기 종래 기술은 적절한 기계적인 특성 및 원하는 용도에 대한 표면 거칠기를 가지고 있는 최종적인 표면이 냉간가공되는 최종 형상의 콤팩트처리되고 소결처리된 분말 금속을 제조할 가능성에 대해 부정적인 시사를 하고 있다.

본 발명의 목적은 분말 금속으로 만들어진 단방향 클러치의 처리를 개선함으로써 당해 기술을 발전시키는 것이다.

본 발명에 따른 분말 금속 단방향 클러치 레이스를 제조하는 방법은 코어 밀도 6.8 내지 7.6g/cc의 코어 밀도와 레이스 표면을 가진 단방향 클러치 레이스 구성요소를 만들기 위해 근사 최종 형상으로 처리되는 소결처리된 철계 분말 금속을 준비하는 단계를 포함한다. 그 다음에 상기 레이스 표면은 상기 코어 밀도를 초과하는 밀도와 최종 형상의 표면 거칠기(finish)를 가진 층을 형성하기 위해 냉간가공된다. 본 발명은 또한 상기와 같은 특성을 가진 클러치 레이스 구성요소를 제공한다.

본 발명은 우수한 기계적인 특성 뿐만아니라 냉간 가공되는 용인가능한 캠 표면 거칠기를 달성하기 위한 단방향 클러치 레이스 구성요소를 제작하는 단순한 프로세스를 제공하는 장점을 가지고 있다.

본 발명은 또한 변경가능한 밀도를 가진 상기의 단방향 클러치 레이스 구성요소를 생산할 수 있는 장점을 가진 것으로서, 필요한 기계적인 특성과 레이스 표면 상의 최종 형상의 표면 거칠기를 제공하기 위해서 보다 큰 밀도로 냉간가공되는 캠 표면에 있는 외피(skin) 또는 층(layer)과 비교적 큰 밀도를 가지지만, 충분히 고밀화되지 않은 코어가 결합되어 있다.

이러한 변경가능한 밀도는 원하는 강도와 내마모성을 얻기 위해 상기 구성요소를 단조가공하지 않고서도 우수한 강도, 내피로성 및 내마모성를 가지는 단방향 클러치 레이스를 만든다. 열간단조의 요건을 회피하면 제조공정이 단순화되고 단방향 클러치용 캠 레이스의 비용이 절감된다. 당해 기술분야의 통상의 전문가는 분말 단조된 구성요소를 제조하는 비용이 압축처리와 소결처리에 의해 상기 구성요소를 제조하는 비용의 1.5 내지 2배라는 것을 인정한다. 이러한 부가 비용은 단조 단계와 열간 단조 공구의 비교적 짧은 수명과 관련되어 있다.

단조 단계를 생략하면 분말 단조 부품에 대한 전형적인 범위로부터 압축처리되고 소결처리된 부품에 대한 전형적인 범위까지의 구성요소의 전체적인 치수의 공차 범위를 강화하는 부가적인 장점이 있다. 게다가, 냉간가공된 표면은 훨씬 강화된 공차 범위를 가지고 있다.

단조 단계를 생략하는 것에 따른 부가적인 잇점은 압축 공정 및 소결 공정이 단조처리에 의해 달성가능한 것보다 훨씬 더 복잡한 최종 형상의 기하학적 형태(보스, 오일 채널, 단차부 등)를 만들 수 있고, 그 결과 부차적인 기계가공에 소요되는 비용을 크게 줄일 수 있다.

롤러 단방향 클러치용 캠에 사용되는 것과 같은 최종 형상의 레이스 표면의 경우에 있어서, 본 발명에서 기술한 바와 같은 레이스 표면의 냉간성형 프로세스는 레이스 표면 거칠기에 있어서 상당한 개량을 가져온다. 표 1은 전형적인 브로칭가공, 분말 단조, 미국 특허 제5,966,581호에 의해서 수정된 분말 단조 및 본 발명에 의한 표면 거칠기를 나타내고 있다.

표 1 은 브로칭 가공, 분말 단조 및 본원 발명에 따라 제조된 롤러 타입 단방향 클러치 캠에 대한 표면 거칠기를 나타내는 것이다.

이러한 표면 거칠기의 향상은 클러치 레이스의 우수한 접촉 피로(스폴링) 저항을 나타내고 결과적으로 클러치의 더욱 높은 토오크 능력을 나타낸다.

단조 단계의 필요성에 대한 생략으로 인하여 우수한 야금학적 품질의 베어링 레이스 재료가 된다. 고온 분말 단조 공정과 관련된 두가지 불리한 효과가 공지되어 있다. 첫째, 단조 공정 동안에 강 예비성형품은 1000-1130℃의 온도로 가열되고 공기에 노출되어 부품의 표면에 산화물이 형성된다. 이들 산화물은 표면에 나타나며 또한 일반적으로 0.1-0.2 mm의 깊이까지 개재물로 존재하게 된다. 둘째, 예비성형품이 유동하고 다이와 접촉할 때, 표면의 재료는 신속하게 냉각된다. 이러한 냉각은 재료의 항복 강도의 빠른 증가를 나타내어 공극의 붕괴에 불리하다. 결과적으로, 분말 단조에서는 대략 0.2-0.4 mm 깊이까지의 표면에 공극이 존재한다. 이러한 미세조직의 결함, 산화물 및 공극은 레이스의 접촉 피로 강도에 대해 불리한 효과를 나타낸다. 본 발명에 의해 제안된 바와 같이 열간 단조 과정을 생략하고 냉간 성형을 도입하므로써, 냉간 성형된 층에 실질적으로 공극 및 산화물 등의 개재물이 없는 우수한 품질의 레이스 표면이 얻어진다. 표 2 및 3 은 본 발명과 일반적인 분말 단조 합금을 비교하여 기공 및 산화물 등의 개재물에 있어서의 향상을 예시하고 있다.

표 2 는 분말 단조 및 본원 발명의 분말 금속 합금에서의 공극을 나타내는 것이다.

표 3 은 분말 단조 및 본원 발명의 분말 금속 합금에서의 개재물을 나타내는 것이다.

엄격한 치수 허용공차, 향상된 표면 거칠기 및 우수한 야금학적 미세조직의 조합은 단방향 클러치에 대한 증가된 토오크 능력을 나타낸다. 단방향 롤러 클러치에 대한 분말 단조 레이스 및 본 발명에 따라 생산된 레이스의 스트로크 시험에 근거한 결과에 나타난 바와 같이, 이러한 표면 거칠기의 향상은 클러치 레이스의 우수한 접촉 피로 저항을 나타내고 결과적으로 클러치에 대한 높은 토오크 능력을 나타낸다.

마지막으로, 본 발명의 다른 중요한 비용관련 장점은 압분체가 그린(green) 상태인 동안(소결하기 이전)에 가공 작업(예를 들면 반경방향의 윤활 구멍의 드릴가공)을 도입할 수 있다는 것이다. 중요한 비용 절감은 높은 절삭 속도와 매우 낮은 공구 마모의 조합으로부터 기인한다. 예비성형품이 단조되는 경우 그린 가공 작업은 가능하지 않다.

본 발명의 특징 및 장점은 이하의 상세한 설명과 첨부된 도면을 연관지어 고려할 때 보다 용이하게 이해될 것이다.

도 1A 는 본 발명에 따라 제조된 클러치 레이스 구성요소를 갖고 있는 롤러 타입의 단방향 클러치를 예시한 도면,

도 1B 는 캠 표면에 그린 드릴가공한 반경방향의 윤활 구멍을 도시한 도 1의 단방향 클러치의 단면도,

도 2 는 본 발명에 따라 제조된 클러치 레이스 구성요소를 갖고 있는 스프래그 타입의 단방향 클러치를 예시한 단면도,

도 3 은 본 발명에 따라 제조된 클러치 레이스 구성요소를 갖고 있는 래칫 타입의 단방향 클러치를 예시한 단면도,

도 4 는 외부 캠 레이스 및 관련 고밀화 공구의 개략적인 단면도,

도 5 는 도 4의 선(5-5)을 따라 취한 단면도,

도 6 은 내부 클러치 레이스와 고밀화 공구의 단면도,

도 7 은 도 6의 선(7-7)을 따라 취한 단면도,

도 8 은 본 발명에 따라 제조된 철 소결 합금과 연강의 접촉 피로 시험의 결과를 나타내는 와이블 선도(Weibull plot),

도 9 는 본 발명의 방법에 따라 제조된 단방향 캠 클러치의 표면 거칠기 측정 결과를 나타내는 선도,

도 10 은 분말 단조를 통하여 제조된 단방향 캠 클러치의 표면 거칠기 측정 결과를 나타내는 선도,

도 11 은 본 발명에 따른 캠 레이스 구성요소의 개략적인 부분 단면도, 그리고

도 12 는 고밀화 층의 현미경 사진을 화상 처리하여 측정된 레이스 표면에서의 밀도 분포를 나타내는 선도이다.

도 1a 및 1b는 중심 축선(A) 둘레로 배치되는 내측 클러치 레이스 구성요소(12) 및 내측 클러치 레이스 구성요소(12) 둘레로 동심으로 배치되는 외측 클러치 레이스 즉 캠 구성요소(14)를 가진 대표적인 롤러 원웨이 클러치 기구를 도시하고 있다. 내측 레이스(12) 및 외측 레이스 즉 캠(14)은 레이스 표면(16, 18)을 가지고 있고, 레이스 표면(16, 18)은 전체적으로 서로 대면하고 있고 하나 이상의 롤러 (20)와 협력하여 반동하고, 하나 이상의 롤러(20)는 클러치 레이스(12, 14)가 한쪽 방향으로 서로에 대해 자유롭게 회전하는 것을 가능하게 하는 한편 역회전에 대해서는 클러치 레이스(12, 14)를 잠금한다. 롤러 원웨이 클러치의 일반적인 구조 및 작동은 당업자에게 잘 알려져 있으므로, 그 상세한 설명은 여기서는 생략하기로 한다. 그와 같은 롤러 원웨이 클러치 기구의 작동과 관련한 보다 더 상세한 설명은 참고문헌 1에서 찾아 볼 수 있다.

도 1a 및 1b에 도시된 타입의 롤러 원웨이 클러치 기구에 더하여, 본 발명은 한쪽 방향으로 회전을 허용하지만 반대 방향으로는 회전을 허용하지 않도록 레이스 표면들 사이에서 복수의 스프래그 요소가 반동하는 도 2에 도시된 스프래그 원웨이 클러치(10'); 및 한쪽 방향으로 회전을 허용하지만 반대 방향으로는 회전을 허용하지 않도록 복수의 노치를 가진 내측 레이스 및 복수의 포켓 표면을 가진 외측 레이스를 구비하여 복수의 폴 부재가 반동하는 도 3에 도시된 래칫 원웨이 클러치(10")를 포함하는 다른 다양한 원웨이 클러치용 클러치 레이스의 제작을 의도하고 있다. 물론, 내측 및 외측 레이스(12, 14)의 레이스 표면의 특정 형태는 관련 사용처의 특정 요구조건에 의존하는 원웨이 클러치의 특정 유형에 따라 변경될 것이다.

본 발명의 바람직한 방법에 의한 클러치 레이스의 제작에 대해 보다 상세히 살펴보면, 도 4는 철계 분말 금속으로부터 근사 최종 형상으로 콤팩트처리되고 소결처리된 외측 레이스 즉 캠(14)을 통한 단면을 도시하고 있고, 철계 분말 금속은 예비 합금된 강 분말 즉 기본(elemental) 철 분말과 기본 철 분말과 혼합되는 하나 이상의 합금 분말 금속 첨가제의 혼합물 또는 분말 금속 합금 성분의 추가 첨가제 를 가지거나 가지지 않는 예비 합금된 분말과 기본 철 분말의 조합을 포함할 수 있다. 분말 금속은 또한 흑연 및 MnS, CaF₂ 등과 같은 적당한 기계가공성 향상 첨가제를 포함한다. 본 발명은 재료가 원웨이 클러치 레이스로서 사용하기에 적합하기만 한다면, 특정 철계 조성물에만 국한되는 것으로 의도되지 않는다.

근사 최종 형상(near-net shape)이 의미하는 것은 콤팩트처리되고 소결처리된 클러치 레이스 구성요소(14)가 소결 후에 금속 분말의 벌크가 클러치 레이스 사용처에 사용하기 위한 최종의 소정 밀도로 콤팩트처리되고 소결처리된 상태로 최종 형상에 근사하게 형성되었다는 것이다. 주요한 예외적인 것으로 캠 표면(18)이 있으며, 캠 표면(18)은 열처리 준비상태로 만들기 위해 아래에 설명되는 추가적인 냉간가공 처리를 받는다. 따라서, 콤팩트처리 및 소결처리 후에, 외측 클러치 레이스(14)는 도 4의 단계에서 약 6.8과 7.6 g/cc 사이의 코어 밀도(재료의 완전 이론 밀도의 약 87-97 %에 해당)를 가지고, 이 코어 밀도 범위는 소정의 클러치 레이스 사용처에 사용하기 위한 필수적인 인장 피로강도 및 인성을 제공한다. 캠 표면(18)은 또한 바람직하게, 아래에 설명될 캠 표면(18)의 후속하는 추가적인 고밀도화를 수용하기 위해 십분의 수 밀리미터 만큼 약간 작은 치수로 되지만, 최종의 소정 형상과 거의 근접하는 형상을 가지고 콤팩트처리 및 소결소결처리된 상태로 형성되었다.

근사 최종 형상으로 콤팩트처리되고 소결처리된 외측 클러치 레이스 구성요소(14)의 캠 표면(18)은 냉간가공되어 캠 표면(18)에서 고밀도화된 층(22)을 형성 하고, 이 층(22)의 분말 금속 재료는 코어 밀도를 초과하는 밀도 및 최종 형상이 최종 표면 거칠기를 가져서, 외측 클러치 레이스(14)를 실제 사용하기 위해 냉간가공 이상의 캠 표면(18)의 아무런 추가적인 기계가공도 필요치 않다. 최종 표면은 바람직하게는 20 내지 35 μinch의 거칠기를 가진다. 고밀도화된 층(22)은 바람직하게는 0.2 내지 1.5 mm, 보다 바람직하게는 0.35 내지 0.8 mm의 깊이로 완전히 고밀도화된 영역(즉, > 완전 이론 밀도의 99 %)을 가진다. 클러치 레이스 구성요소(14)의 고강도지만 상대적으로 낮은 밀도의 코어(23)에 의해 지지되는 캠 표면(18)의 이 고밀도화된 얇은 층(22)은 필요한 강도 및 인성 특성을 제공하는 동시에 클러치 레이스 사용처에 적합한 소정의 최종 형상, 표면 거칠기 및 접촉 피로 저항성을 제공한다. 도 8은 고품질 베어링 연강과 비교하여, 본 발명에 의해 제작된 합금의 구름 접촉 피로 시험의 결과를 도시하고 있다. 접촉 피로 실험은 볼-온-로드(ball-on-road) 장치에서 수행되었다. 그 결과는 본 발명에 의해 제작된 레이스가 연강과 분말 단조 합금의 접촉 피로 강도와 부합하거나 능가한다는 것을 보여주는 표 4에 요약되어 있다.

재료	5419 MPa에서의 B10 수명 [106 사이클]
발명 DM-207	13.73
발명 DM-205	9.65
연강 AISI 4620	8.12
연강 AISI 8620	10.17
단조 FL-4680	2.47
연강 AISI 52100	6.7 - 9.3

표 4는 본 발명, 분말 단조 합금 및 베어링 연강 합금의 B10 접촉 피로 수명을 나타낸다. 본 발명 합금은 본 발명에서 제공된 공정에 의해 제작되었다. 시험은 볼-온-로드 장치에서 수행되었다.

층(22)의 고밀도화에 따른 캠 표면(18)의 표면 거칠기는 20 내지 35 μinch의 범위 내, 보다 바람직하게는 20 내지 30 μinch 범위 내에 있다. 도 9는 본 발명에서 제공되는 방법에 의해 제작된 원웨이 클러치 캠의 표면 거칠기 측정치의 그래프를 도시하고 있다. 비교를 위해, 도 10은 분말 단조를 통해 제작된 원웨이 클러치 캠의 표면 거칠기 측정치의 그래프를 도시하고 있다.

외측 레이스(14)의 층(22)을 고밀도화하기 위한 바람직한 방법은 고밀도화 공구(24)를 캠 표면(18)을 가로질러 가압하는 것이며, 이에 의해 캠 표면(18)은 최종 사용을 위한 소정의 치수 및 표면 거칠기를 가진 고밀도화된 층(22)을 얻기 위해 표면을 추가로 압축하고 고밀도화하는 하나 이상의 성형부(26a, 26b, 26c, ...)를 만난다. 도 5에 도시된 바와 같이, 성형부(26)는 층(22)의 소정의 고밀도화를 성취하기엔 다소 치수가 작긴 하지만 소정의 캠 표면(18)의 형상을 가지고 형성되어 있다.

내측 클러치 레이스(12)는 레이스 표면(16)의 고밀도화된 층(28)을 만들기 위해 대체로 동일한 방식으로 제조된다. 따라서, 외측 클러치 레이스(14)의 특성 및 제조에 관한 상기 내용은 내측 클러치 레이스(12)의 제조에도 동일하게 적용될 수 있다. 내측 클러치 레이스(12)는 외측 캠 표면(18)을 가지고 있기 때문에, 고밀도화된 층(28)을 만들기 위해 사용된 고밀도화 공구(30)는 외측 클러치 레이스(14)의 층(22)을 고밀도화하기 위해 사용된 것과는 약간 다르며 도 6 및 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 고밀도화 공구(30)는 하나 이상의 성형부(32a, 32b, 32c 등)를 가지고 있고, 상기 성형부(32a, 32b, 32c 등)는 상기 층(28)에 고밀도화를 부여하기 위해 약간 작은 크기로 되어 있지만, 단방향 클러치의 사용처에 사용되기 위해 생산될 최종 레이스 표면(16)과 대체로 동일한 형상을 가지고 있다. 도 11은 상기한 바와 같이 층의 밀도보다 낮은 코어 밀도로 콤팩트처리되고 소결처리된 레이스의 코어에 의해 지지된 내측 및 외측 클러치 레이스(12, 14)의 레이스 표면(16 또는 18) 상에 형성된 최종적인 층(22 또는 28)을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 12는 레이스의 표면의 밀도 프로파일을 나타내고 있다. 밀도는 고밀도화된 층의 현미경사진의 이미지를 처리함으로써 측정된다.

도 1b는 본 발명에 따라 소결처리 이전의 예비성형품에 형상을 그린(green) 기계가공할 수 있다는 것을 도시하고 있다. 도시된 것은 그린 기계가공된 반경방향의 윤활 구멍(34)이고, 이 윤활 구멍은 소결처리후 기계가공이나 필요한 마감처리없이 소결처리전에 근사 최종 형상으로 형성된다.

본 발명에 대한 다양한 수정 실시형태 및 변경 실시형태가 상기 내용을 기초로 만들어 질 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위의 영역 내에서, 본 발명은 상세하게 기술한 내용과 다르게 실시될 수 있다. 본 발명은 청구범위에 의해 한정된다.

Claims (8)

1. 철계 분말 금속을 준비하는 단계;

   6.8 내지 7.6g/cc의 코어 밀도와 레이스 표면을 가진 소결처리된 단방향 클러치 레이스 구성요소를 만들기 위해 상기 철계 분말 금속을 근사 최종 형상으로 처리하는 단계; 그리고

   상기 코어 밀도보다 큰 밀도와 20 내지 30μinch의 최종 표면 거칠기를 가진 표면에 냉간가공된 층을 형성하기 위해 상기 레이스 표면을 냉간가공하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 금속 단방향 클러치 레이스의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉간가공된 층은 이론 밀도의 99%에 해당하는 밀도보다 큰 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 분말 금속 단방향 클러치 레이스의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉간가공된 층은 고밀도화 공구를 레이스 표면을 측방향으로 가로지르게 함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 분말 금속 단방향 클러치 레이스의 제조방법.
4. 단방향 클러치용 분말 금속 클러치 레이스 구성요소로서,

   레이스 표면을 가지는 상기 단방향 클러치 레이스 구성요소 형상의 콤팩트처리되고 소결처리된 철계 분말 금속의 보디를 포함하고 있고

   상기 보디는 6.8 내지 7.6 g/cc의 코어 밀도를 가지고 있고;

   상기 클러치 보디는 상기 코어 밀도보다 큰 밀도로 된 국소 부분과 20 내지 35μinch의 최종 표면 거칠기를 가진 상기 레이스 표면에 분말 금속의 냉간가공된 층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 단방향 클러치용 분말 금속 클러치 레이스 구성요소.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 냉간가공된 층은 이론 밀도의 적어도 99%의 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 단방향 클러치용 분말 금속 클러치 레이스 구성요소.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 구성요소는 단방향 클러치의 외측 레이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 단방향 클러치용 분말 금속 클러치 레이스 구성요소.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 구성요소는 단방향 클러치의 내측 레이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 단방향 클러치용 분말 금속 클러치 레이스 구성요소.
8. 그린 레이스 예비성형품을 만들기 위해 철계 분말 금속을 콤팩트처리하는 단계;

   상기 그린 레이스 예비성형품으로 형상을 기계가공하는 단계;

   6.8 내지 7.6 g/cc의 코어 밀도와 레이스 표면을 만들기 위해서 상기 그린 레이스 예비성형품을 소결처리하는 단계; 그리고

   상기 코어 밀도보다 큰 밀도를 가지는 표면의 냉간가공된 층을 형성하기 위해서 상기 레이스 표면을 냉간가공하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 금속 단방향 클러치 레이스의 제조방법.

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