KR101173054B1 - Alloy compound composite for connecting rod and menufacturing method for connecting rod using it - Google Patents

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KR101173054B1 KR1020100065677A KR20100065677A KR101173054B1 KR 101173054 B1 KR101173054 B1 KR 101173054B1 KR 1020100065677 A KR1020100065677 A KR 1020100065677A KR 20100065677 A KR20100065677 A KR 20100065677A KR 101173054 B1 KR101173054 B1 KR 101173054B1
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Abstract

본 발명은 항복강도 등의 기계적 성질을 향상시킨 커넥팅로드용 합금분말 조성물 및 이를 이용한 커넥팅로드의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 탄소(C) 0.45~0.75 중량%, 크롬(Cr) 1.40~1.60 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.15~0.25 중량%, 망간(Mn) 0.3~0.5 중량%, 황(S) 0.05~0.15 중량% 이하, 그리고 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 조성된 합금분말을 금형에 주입후 프레스로 가압하여 예비성형체를 성형하는 단계;
상기 예비성형체를 소결로에서 소결하는 단계;
상기 소결된 예비성형체를 단조프레스 다이에서 가압하여 단조하는 단계;
상기 단조를 마친 예비성형체를 질소분위기에서 냉각하는 단계;
를 포함하고, 기존의 소결 기어류에 쓰이던 Astaloy CrM(Fe-3.0Cr-0.5Mo)의 조성물 중 Cr의 함유량을 1.5중량%로 낮추고, 환원분위기 소결로 일반 소결로에서 산화 억제 및 고강도화가 가능한 것을 특징으로 하는 커넥팅로드용 합금분말 조성물을 이용한 커넥팅로드의 제조방법을 제공한다.
The present invention relates to an alloy powder composition for a connecting rod having improved mechanical properties such as yield strength, and a method for manufacturing a connecting rod using the same, in particular, carbon (C) 0.45 to 0.75 wt%, and chromium (Cr) 1.40 to 1.60 wt% , Molybdenum (Mo) 0.15 ~ 0.25% by weight, Manganese (Mn) 0.3 ~ 0.5% by weight, Sulfur (S) 0.05 ~ 0.15% by weight, and alloy powder composed of residual iron (Fe) and other unavoidable impurities Forming a preform by pressing in a press after the injection;
Sintering the preform in a sintering furnace;
Forging the sintered preform by forging in a forging press die;
Cooling the forged preform in a nitrogen atmosphere;
It includes, and lowers the Cr content to 1.5% by weight in the composition of Astaloy CrM (Fe-3.0Cr-0.5Mo) used in the existing sintering gears, it is possible to suppress the oxidation and increase the strength in the general atmosphere sintering furnace It provides a method of manufacturing a connecting rod using the alloy powder composition for a connecting rod.

Description

커넥팅로드용 합금분말 조성물 및 이를 이용한 커넥팅로드의 제조방법{Alloy compound composite for connecting rod and menufacturing method for connecting rod using it}Alloy powder composition for connecting rod and manufacturing method of connecting rod using same {Alloy compound composite for connecting rod and menufacturing method for connecting rod using it}

본 발명은 커넥팅로드용 합금분말 조성물 및 이를 이용한 커넥팅로드의 제조방법에 관한 것으로서, 항복강도 등의 기계적 성질을 향상시킨 커넥팅로드용 합금분말 조성물 및 이를 이용한 커넥팅로드의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an alloy powder composition for a connecting rod and a method for manufacturing a connecting rod using the same, and to an alloy powder composition for a connecting rod with improved mechanical properties such as yield strength and a method for manufacturing a connecting rod using the same.

일반적으로 자동차 엔진용 커넥팅로드는 피스톤 핀과 결합되는 소단부(small end)와, 크랭크 샤프트에 결합된 부분을 대단부(big end)와, 소단부와 대단부를 일체로 연결하는 로드부로 구성되며, 피스톤의 직선 왕복운동을 회전운동으로 변환하는 역할을 한다.In general, the connecting rod for an automobile engine is composed of a small end coupled to the piston pin, a large end coupled to the crankshaft, and a rod portion integrally connecting the small end and the large end, It converts the linear reciprocating motion of the piston into rotational motion.

상기 대단부에는 반원형상의 캡부가 볼트에 의해 착탈가능하게 장착되어 있다.The semi-circular cap is detachably attached to the said large end part by a bolt.

상기 커넥팅 로드는 압축력, 인장력, 휨 등의 하중을 되풀이하여 받으므로, 이에 충분히 견딜 수 있는 강도와 강성(剛性)이 필요하다. Since the connecting rod receives loads such as compressive force, tensile force and bending repeatedly, it is necessary to have sufficient strength and rigidity to withstand it.

이러한 커넥팅 로드는 열간단조 공정을 통하여 제조하기도 하나, 대부분은 작업공수 감소 및 재료수율 향상을 위하여 분말단조재(Fe-2Cu-0.5C;HPF80) 또는 고강도 재질(Fe-3Cu-0.5C;HS150)의 금속분말을 사용하여 소결제품을 만든다.These connecting rods are also manufactured through hot forging process, but most of them are powder forging materials (Fe-2Cu-0.5C; HPF80) or high strength materials (Fe-3Cu-0.5C; HS150) to reduce the labor and improve the material yield. Sintered products are made using metal powders.

이와 같은 종래의 금속분말을 이용한 커넥팅 로드의 제조방법은 도 1에 도시한 바와 같이 고강도재질(HS150;Fe-3Cu-0.5C 조성)의 금속분말을 금형에 넣고 압축하여 밀도 6.7~6.8g/㎤의 프리폼을 성형하는 단계와; 상기 프리폼을 930~950℃에서 10~20분동안 예비 소결하고, 상기 프리폼을 1230℃~1250℃에서 20분 동안 본 소결하는 단계와; 상기 가열소결한 소결품을 900℃~1000℃로 냉각된 상태에서 단조 프레스 다이에서 7.8g/㎤ 밀도로 압축단조하는 단계로 이루어진다.In the conventional method of manufacturing a connecting rod using a metal powder, as shown in FIG. 1, a metal powder of high strength material (HS150; Fe-3Cu-0.5C composition) is put into a mold and compressed to have a density of 6.7 to 6.8 g / cm 3. Shaping the preform of the; Presintering the preform at 930-950 ° C. for 10-20 minutes, and sintering the preform at 1230 ° C.-1250 ° C. for 20 minutes; The heat-sintered sintered product is subjected to compression forging at a density of 7.8 g / cm 3 in a forging press die while being cooled to 900 ° C. to 1000 ° C.

이어서, 압축단조된 소결품을 공기로 냉각시키고, 압축단조시 생성된 제품의 모서리부의 버를 제거한 후, 쇼트 블라스트(Shot blast) 또는 쇼트 피닝(shot peening)방법에 의해 제품 표면의 산화물을 제거한다.Subsequently, the compression-forged sintered product is cooled with air, the burrs of the corners of the product produced during compression forging are removed, and then oxides on the surface of the product are removed by a shot blast or shot peening method. .

한편, 최근들어 자동차 엔진은 고연비 및 환경규제(배출가스)를 만족하기 위하여 실린더 내부에 연료를 직접 분사하는 방식인 가솔린 직분사(GDI;Gasoline Direct Injection)/터보 가솔린 직분사(TGDI;Turbo Gasoline Direct Injection) 방식을 채택하고 있다.On the other hand, automotive engines in recent years directly inject fuel into a cylinder to satisfy high fuel consumption and environmental regulations (emission gas). Gasoline Direct Injection (GDI) / Turbo Gasoline Direct (TGDI) Injection method is adopted.

상기 GDI/TGDI 방식의 엔진에서 실린더 내부에 연료를 직접 분사하면 종래의 MPI(Multi Point Injection) 방식에 비하여 높은 연소압을 발생시키고, 이때 발생된 연소압은 피스톤에 전달되어, 커넥팅로드는 인장 및 압축 하중을 지속적으로 반복해서 받는다.Injecting fuel directly into the cylinder in the engine of the GDI / TGDI system generates a higher combustion pressure than the conventional MPI (Multi Point Injection) method, the generated combustion pressure is transmitted to the piston, the connecting rod is tension and The compressive load is continuously and repeatedly received.

그런데, 기존의 분말단조재(HPF80) 커넥팅로드는 낮은 연소압을 요구하는 MPI 방식의 엔진에 적용되었으나, 기계적인 물성(인장강도, 항복강도, 피로강도) 등이 부족하여 높은 연소압을 요구하는 GDI/TGDI 방식의 엔진에 적용하기에 어려움이 있다.However, the conventional powder forging (HPF80) connecting rod has been applied to an MPI engine that requires low combustion pressure, but lacks mechanical properties (tensile strength, yield strength, fatigue strength) and requires high combustion pressure. Difficult to apply to GDI / TGDI engine.

또한, 상기 커넥팅로드 제조용 금속분말의 조성물 중 3중량%의 Cu를 충분히 고용하기 위한 소결온도는 1250℃ 수준이나, 현 양산 소결로의 소결온도는 1120℃이기 때문에 현재의 양산 소결로에서는 상기 Cu를 충분히 고용하지 못한다.In addition, since the sintering temperature for sufficiently solidifying 3% by weight of Cu in the composition of the metal powder for manufacturing the connecting rod is 1250 ° C, the sintering temperature of the current mass production sintering furnace is 1120 ° C. Not enough to hire

이로 인해 소결품을 소결한 후 냉각시 소결품 표면에 Cu가 석출되어 커넥팅로드의 피로강도를 저하시키고, 고온(1250℃)의 소결로 설비를 새로 도입할 경우 설비비용 뿐만 아니라 설비라인의 변경으로 인해 추가비용이 소요되어 원가상승을 초래하는 문제점이 있다.
Therefore, after sintering the sintered product, Cu precipitates on the surface of the sintered product during cooling to reduce the fatigue strength of the connecting rod, and when a new high-temperature sintering furnace equipment is introduced, Due to this, there is a problem in that additional costs are required and cost increases.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 기존의 커넥팅로드 제조용 분말단조재 또는 고강도 재질의 분말 대신에 Fe-1.5Cr-0.2Mo 조성의 고강도 합금분말을 적용함으로써, 기계적 물성을 향상시켜 GDI/TGDI 방식의 엔진에 적용가능하고, 소결온도도 1120℃로 낮추어 현 양산 소결로를 사용할 수 있는 커넥팅로드용 합금강 조성물과 이를 이용한 커넥팅로드의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, by applying a high-strength alloy powder of Fe-1.5Cr-0.2Mo composition in place of the conventional forging material for manufacturing a connecting rod or powder of a high-strength material, thereby improving mechanical properties It is an object of the present invention to provide an alloy steel composition for a connecting rod that can be applied to a GDI / TGDI type engine, and the sintering temperature is also lowered to 1120 ° C. and a method for manufacturing a connecting rod using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 탄소(C) 0.45~0.75 중량%, 크롬(Cr) 1.40~1.60 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.15~0.25 중량%, 망간(Mn) 0.3~0.5 중량%, 황(S) 0.05~0.15 중량% 이하, 그리고 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 조성된 합금분말을 금형에 주입후 프레스로 가압하여 예비성형체를 성형하는 단계;In order to achieve the above object, the present invention is a carbon (C) 0.45-0.75% by weight, chromium (Cr) 1.40-1.60% by weight, molybdenum (Mo) 0.15-0.25% by weight, manganese (Mn) 0.3-0.5% by weight Forming a preform by injecting an alloy powder composed of%, sulfur (S) of 0.05 to 0.15 wt% or less, and a residual amount of iron (Fe) and other unavoidable impurities into a mold and then pressing the mold with a press;

상기 예비성형체를 소결로에서 소결하는 단계;Sintering the preform in a sintering furnace;

상기 소결된 예비성형체를 단조프레스 다이에서 가압하여 단조하는 단계;Forging the sintered preform by forging in a forging press die;

상기 단조를 마친 예비성형체를 질소분위기에서 냉각하는 단계;Cooling the forged preform in a nitrogen atmosphere;

를 포함하고, 기존의 소결 기어류에 쓰이던 Astaloy CrM(Fe-3.0Cr-0.5Mo)의 조성물 중 Cr의 함유량을 1.5중량%로 낮추고, 환원분위기 소결로 일반 소결로에서 산화 억제 및 고강도화가 가능한 것을 특징으로 하는 커넥팅로드용 합금분말 조성물을 이용한 커넥팅로드의 제조방법을 제공한다.It includes, and lowers the Cr content to 1.5% by weight in the composition of Astaloy CrM (Fe-3.0Cr-0.5Mo) used in the existing sintering gears, it is possible to suppress the oxidation and increase the strength in the general atmosphere sintering furnace It provides a method of manufacturing a connecting rod using the alloy powder composition for a connecting rod.

여기서, 상기 예비성형체를 소결로에서 단조프레스로 이송시 질소가스를 예비성형체에 분사함으로써, 소결체의 표면산화물을 최소화할 수 있고, 성형체의 온도를 1120℃에서 1000℃로 낮추어 단조압에 의한 조직 미세화에 기여(동적재결정)할 수 있다.Here, by injecting nitrogen gas into the preform when the preform is transferred from the sintering furnace to the forging press, it is possible to minimize the surface oxide of the sintered body, and to reduce the temperature of the molded body from 1120 ℃ to 1000 ℃ to refine the structure by the forging pressure To contribute (dynamic re-determination).

또한, 상기 예비성형체를 질소분위기에서 0.8~1.2℃/s의 속도로 냉각함으로써, 산화성을 저감하고 가공성을 향상시킬 수 있다.In addition, by cooling the preform at a rate of 0.8 ~ 1.2 ℃ / s in a nitrogen atmosphere, it is possible to reduce the oxidizing properties and improve the workability.

그리고, 상기 예비성형체의 대단부 내경의 노치부에 5~15㎛ 두께의 산화층을 형성하고, 상기 산화층이 파단분할시 노치역할을 하여 파단분할을 용이하게 할 수 있다.
In addition, an oxide layer having a thickness of 5 to 15 μm may be formed on the notch having the inner diameter of the large end portion of the preform, and the oxide layer may act as a notch when breaking the fracture, thereby facilitating breaking.

본 발명에 따른 커넥팅로드용 합금분말 조성물 및 이를 이용한 커넥팅로드의 제조방법의 장점을 설명하면 다음과 같다.Referring to the advantages of the alloy powder composition for a connecting rod according to the present invention and a manufacturing method of a connecting rod using the same.

1. Fe 기지에 Cr, Mo이 합금화된 고강도 합금분말을 소재로 사용하여 성형, 소결, 단조 및 서냉 과정을 거쳐 제조함으로써, 항복강도 등 기계적 성질을 향상시켜 높은 연소압을 요구하는 GDI/TGDI 방식의 엔진에 적용할 수 있다.1. GDI / TGDI method that requires high combustion pressure by improving the mechanical properties such as yield strength by using high strength alloy powder alloyed with Cr and Mo on Fe base as a material, and manufacturing it through molding, sintering, forging and slow cooling process. Applicable to the engine.

2. Cr의 함량 저감과 소결시 환원성 분위기의 가스 사용에 의해 현 양산 소결로에서 소결가능하여 고온 소결로(1250℃)의 설비도입 및 라인변경을 하지 않아도 되기 때문에, 원가를 절감할 수 있다.2. It is possible to sinter in current mass production sintering furnace by reducing Cr content and use of reducing atmosphere gas, so it is not necessary to introduce equipment and change line of high temperature sintering furnace (1250 ℃), thus reducing cost.

3. 커넥팅로드의 경량화가 가능하여 연비, 출력 및 소음을 개선할 수 있다.3. It is possible to lighten the connecting rod to improve fuel economy, power and noise.

4. 예비성형체를 소결로에서 단조프레스로 이송시 질소 가스를 분사함으로써, 표면산화물을 최소화하고, 성형체의 온도 저하를 통해 단조압에 의한 조직 미세화에 기여할 수 있다.4. By spraying nitrogen gas during the transfer of the preform from the sintering furnace to the forging press, the surface oxide can be minimized, and the temperature of the molded body can be reduced, thereby contributing to the refinement of the structure by the forging pressure.

5. 소결을 마친 예비성형체를 단조프레스로 이송시 예비성형체의 대단부 내경의 노치부에 5~15㎛ 두께의 산화층을 형성하여, 파단분할성을 향상시킬 수 있다.
5. When transferring the sintered preform to a forging press, an oxide layer having a thickness of 5 to 15 µm is formed on the notch of the inner diameter of the large end of the preform, thereby improving the breaking splitability.

도 1은 종래기술에 따른 커넥팅로드의 제조방법을 보여주는 블록도
도 2는 본 발명에 따른 커넥팅로드용 Cr-Mo Pre-alloy 분말을 보여주는 개략도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커넥팅로드의 제조방법을 보여주는 공정도
도 4는 본 발명에 따른 커넥팅로드의 제조방법을 보여주는 블록도
도 5는 본 발명의 제조과정에서 성형노치부의 변형되는 모습을 보여주는 개략도
도 6은 도 5에서 단조후 성형노치부의 확대사진
도 7은 본 발명의 개발재와 종래재질의 미세조직을 보여주는 확대사진
도 8은 커넥팅로드의 재질동향 및 미세조직에 따른 인장항복강도를 보여주는 그래프
1 is a block diagram showing a manufacturing method of a connecting rod according to the prior art
2 is a schematic view showing the Cr-Mo Pre-alloy powder for the connecting rod according to the present invention
3 is a process diagram showing a manufacturing method of a connecting rod according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a manufacturing method of a connecting rod according to the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram showing a deformation state of the molding notch in the manufacturing process of the present invention
Figure 6 is an enlarged photograph of the molding notch part after forging in Figure 5
Figure 7 is an enlarged photograph showing the microstructure of the development material and the conventional material of the present invention
8 is a graph showing the tensile yield strength according to the material trend and microstructure of the connecting rod

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 커넥팅로드용 Cr-Mo Pre-alloy 분말을 보여주는 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커넥팅로드의 제조방법을 보여주는 공정도이고, 도 4는 본 발명에 따른 커넥팅로드의 제조방법을 보여주는 블록도이다.2 is a schematic view showing a Cr-Mo Pre-alloy powder for a connecting rod according to the present invention, Figure 3 is a process diagram showing a manufacturing method of a connecting rod according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a connecting according to the present invention It is a block diagram showing the manufacturing method of the rod.

본 발명은 Fe, Cr, Mo, C 등으로 조성된 고강도 금속분말을 소결하여 제조함으로써, 기계적인 물성을 향상시킨 커넥팅로드(20)의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method of the connecting rod 20 by improving the mechanical properties by manufacturing by sintering a high-strength metal powder composed of Fe, Cr, Mo, C and the like.

본 발명의 제조 과정에서 커넥팅로드(20)의 소재로 사용되는 합금분말은 도 2에 도시한 바와 같이 Fe 기지에 Cr, Mo이 합금화된 분말로서, 특히 탄소(C) 0.45~0.75 중량%, 크롬(Cr) 1.40~1.60 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.15~0.25 중량%, 망간(Mn) 0.3~0.5 중량%, 황(S) 0.05~0.15 중량% 이하, 그리고 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 조성된다.The alloy powder used as a material of the connecting rod 20 in the manufacturing process of the present invention is a powder alloyed with Cr and Mo in Fe base, as shown in Figure 2, in particular carbon (C) 0.45 ~ 0.75% by weight, chromium (Cr) 1.40-1.60 wt%, molybdenum (Mo) 0.15-0.25 wt%, manganese (Mn) 0.3-0.5 wt%, sulfur (S) 0.05-0.15 wt% or less, and residual iron (Fe) and other unavoidable It is composed of impurities.

상기 합금분말의 함량 및 첨가목적은 다음과 같다.The content and the purpose of the alloy powder is as follows.

1. 탄소(C) 0.45~0.75 중량%1.Carbon (C) 0.45 ~ 0.75 wt%

상기 탄소는 강도를 증가시켜 주고 열처리를 가능하게 하는 주요 원소이며, 상기 탄소의 함량이 0.045중량% 미만인 경우에 페라이트-퍼얼라이트 등 탄화석출물이 생성되어 피로 강도 등 강도를 저하시키는 요인이 되고, 상기 탄소의 함량이 0.75중량%를 초과하는 경우에는 소결재의 경도 증가로 인해 단조압을 증가시키고, 가공성을 저하시키는 요인이 되어, 상기 0.45~0.75 중량% 범위내에서 탄소를 첨가하는 것이 바람직하다.The carbon is a main element that increases the strength and enables heat treatment, and when the carbon content is less than 0.045% by weight, carbonized precipitates such as ferrite-perlite are formed, which is a factor of lowering strength such as fatigue strength. When the content of carbon exceeds 0.75% by weight, the forging pressure is increased due to the increase in hardness of the sintered material, and the workability is decreased, and it is preferable to add carbon within the range of 0.45 to 0.75% by weight.

2. 크롬(Cr) 1.40~1.60 중량%2. Chromium (Cr) 1.40 ~ 1.60 wt%

상기 크롬은 강도 향상을 위해 첨가하고, 크롬의 함량이 부족한 경우에 강도를 저하시키고, 페라이트-퍼얼라이트를 생성시키고, 크롬의 함량이 지나치게 많은 경우에 단조압을 증가시키고, 가공성을 저하시키기 때문에, 상기 1.40~1.60 중량% 범위 내에서 크롬을 첨가하는 것이 바람직하다.Since the chromium is added to improve the strength, the strength is lowered when the chromium content is insufficient, the ferrite-perlite is produced, when the chromium content is too high, the forging pressure is increased, and the workability is lowered. It is preferable to add chromium in the said 1.40-1.60 weight% range.

3. 몰리브덴(Mo) 0.15~0.25 중량%3. Molybdenum (Mo) 0.15 ~ 0.25 wt%

상기 몰리브덴은 강도 향상을 위해 첨가하고, 몰리브덴의 함량이 부족한 경우에 강도를 저하시키고, 페라이트-퍼얼라이트를 생성시키고, 몰리브덴의 함량이 지나치게 많은 경우에 단조압을 증가시키고, 가공성을 저하시키기 때문에, 상기 0.15~0.25중량% 범위 내에서 몰리브덴을 첨가하는 것이 바람직하다.Since the molybdenum is added for strength improvement, the strength is reduced when the content of molybdenum is insufficient, the ferrite-perlite is produced, when the content of molybdenum is too high, the forging pressure is increased, and the workability is decreased. It is preferable to add molybdenum in the said 0.15-0.25 weight% range.

4. 망간(Mn) 0.3~0.5 중량%4. Manganese (Mn) 0.3 ~ 0.5 wt%

상기 망간은 고용강화 효과에 의한 강도를 확보하기 위해 첨가하고, 망간의 함량이 지나치게 많은 경우에 피로강도 및 연신율이 저하되기 때문에, 상기 0.3~0.5 중량% 범위 내에서 망간을 첨가하는 것이 바람직하다.The manganese is added to secure the strength due to the solid solution strengthening effect, and when the content of manganese is too high fatigue strength and elongation is lowered, it is preferable to add manganese within the 0.3 to 0.5% by weight.

첨가되는 Mn, S는 MnS 화합물(분말) 상태로 원재료 분말과 함께 혼합하여 성형-소결되며, 소결 조건에서도 Mn과 S가 분리되지 않고 MnS상태로 존재하게 되며, 보통 MnS 0.35 중량%를 첨가한다.Mn and S to be added are molded and sintered by mixing with the raw material powder in the state of MnS compound (powder), and even in the sintering condition, Mn and S do not separate and exist in MnS state, and usually 0.35% by weight of MnS is added.

이때, MnS가 0.3~0.5중량%를 벗어날 경우 피로강도 저하 및 가공성에 문제가 발생한다.At this time, when the MnS deviates from 0.3 to 0.5% by weight, problems in fatigue strength deterioration and workability occur.

5. 황(S) 0.15 중량% 이하5. Sulfur (S) 0.15 wt% or less

상기 황은 강중에서 Mn과 결합하여 MnS 개재물을 형성하여 가공성을 향상시키는 원소로서 가공성을 향상시키기 위해서 첨가하고, 황을 과도하게 첨가하면 과다한 개재물을 생성하기 때문에 상기 황을 0.15 중량% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.Sulfur is an element that combines with Mn to form MnS inclusions in steel to improve workability, and is added to improve workability. When sulfur is excessively added, sulfur is excessively formed to limit the sulfur to 0.15% by weight or less. desirable.

이때, 니켈(Ni)은 분말제조상 발생되는 불순물로서, 0.10 중량% 이하로 한정하기로 한다.In this case, nickel (Ni) is an impurity generated during powder manufacturing, and is limited to 0.10% by weight or less.

본 발명과 관련된 합금분말의 원재료명은 Astaloy CrM(3.0Cr-0.5Mo-Fe 계 조성)으로 스웨덴 회가네스사가 개발한 Pre-alloy 분말이고, 이 Pre-alloy 분말은 유럽 및 북미에서 주로 변속기용 SYNC-HUB, 소결 기어류(밀도 : 6.8~7.2)에 쓰이며, 커넥팅로드용으로 개발된 것은 아니다.The raw material of the alloy powder according to the present invention is Astaloy CrM (3.0Cr-0.5Mo-Fe-based composition), which is a pre-alloy powder developed by Hoeganes Sweden, and this pre-alloy powder is mainly used for transmission SYNC in Europe and North America. -HUB, used for sintered gears (density: 6.8 ~ 7.2), not developed for connecting rod.

또한, 본 발명에서는 크롬의 함량을 기존의 소결기어류에 쓰이는 Astaloy CrM(3.0Cr-0.5Mo-Fe 계 조성)대비 1.5중량%로 저감하고, 환원분위기(H2:N2=1:9)에서 소결함으로써, 산화를 억제하고, 고강도화 할 수 있다.In addition, in the present invention, the content of chromium is reduced to 1.5% by weight compared to Astaloy CrM (3.0Cr-0.5Mo-Fe based composition) used in conventional sintered gears, and reducing atmosphere (H 2 : N 2 = 1: 9) By sintering at, oxidation can be suppressed and strength can be increased.

기존의 몰리브덴이 용융된 철 분말에 크롬을 접합할 경우에 제조 및 소결시 산화성이 문제가 되나, 본 발명에서 순철과 함께 크롬과 몰리브덴을 용융시켜 균질화할 경우에 산화성이 현저히 줄어든다.In the case of bonding chromium to molten iron powder of the conventional molybdenum, oxidative property is a problem during manufacturing and sintering, but in the present invention, oxidative property is significantly reduced when chromium and molybdenum are melted and homogenized together with pure iron.

그리고, 종래의 HS150(Fe-3.0Cu-0.5C)의 경우 합금원소 Cu가 소결될 경우에 기지분말로 확산됨에 따라 미세조직 및 경도가 불균일하였으나, 본 발명에 따른 커넥팅로드(20)용 합금분말은 Fe 기지에 Cr, Mo이 합금화된 분말로서 미세조직 및 경도가 균일하다.In the case of the conventional HS150 (Fe-3.0Cu-0.5C), when the alloying element Cu is sintered, the microstructure and the hardness are uneven as the alloy is diffused into the known powder, but the alloy powder for the connecting rod 20 according to the present invention is uniform. Silver is a powder in which Cr and Mo are alloyed with Fe base, and the microstructure and hardness are uniform.

다음으로, 상기 조성 및 함량의 금속분말 소재를 사용하여 커넥팅로드(20)를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.Next, a method of manufacturing the connecting rod 20 using the metal powder material of the composition and content is as follows.

상기 커넥팅로드(20)의 제조방법은 분말을 성형, 소결, 단조, 서냉, 버 제거, 가공하는 순서로 진행된다.The manufacturing method of the connecting rod 20 proceeds in the order of molding, sintering, forging, slow cooling, deburring and processing the powder.

1. 성형1. Molding

커넥팅로드 성형금형에 상기 조성 및 함량의 금속분말을 주입후 상온에서 프레스로 가압하여, 소단부(11), 대단부(13), 로드부(12) 및 캡부(15)가 일체로 형성된 커넥팅로드(20)와 동일한 형상의 예비성형체(10)(preform)을 제작한다. The connecting rod is formed by injecting a metal powder of the composition and content into a molding die by pressing the mold at a normal temperature, and the small end 11, the large end 13, the rod 12, and the cap 15 are integrally formed. The preform 10 (preform) of the same shape as (20) is produced.

이때, 추후에 대단부(13)와 캡부(15)를 파단분할하기 위해 코어금형으로 예비성형체(10)의 내경면에 노치부(14)를 형성하는 것이 필요하다.At this time, it is necessary to form the notch 14 on the inner diameter surface of the preform 10 with a core mold in order to break the large end 13 and the cap 15 later.

그리고, 상기 예비성형체(10)의 밀도는 6.3~6.5g/㎤로 낮춤으로써, 그레인(grain) 성장(분말과 분말의 성장)을 최대한 억제할 수 있다.The density of the preform 10 is reduced to 6.3 to 6.5 g / cm 3, whereby grain growth (growth of powder and powder) can be suppressed as much as possible.

2. 소결2. Sintered

분말과 분말사이의 화학결합을 목적으로 약한 결합력의 예비성형체(10)를 1120~1140℃의 소결로에서 소결분위기 가스, 즉 H2:N2=5~15:85~95 비율로 함유된 가스를 사용하여 20~25분 동안 소결한다.For the purpose of chemical bonding between powders, weakly bonded preforms (10) in a sintering atmosphere of 1120 ~ 1140 ℃ sintering gas, that is, gas containing H 2 : N 2 = 5 ~ 15: 85 ~ 95 ratio Sinter for 20-25 minutes using.

상기 소결은 분말 성형체를 녹는점 이하의 온도에서 가열하는 경우 분말입자 간의 결합이 생겨 성형된 형상으로 굳는 현상을 말하고, 소결시 예비성형체(10)의 강도가 높아진다.The sintering refers to a phenomenon that when the powder compact is heated at a temperature equal to or lower than the melting point, bonds between the powder particles are formed to harden into a shaped shape, and the strength of the preform 10 is increased during sintering.

상기 소결을 마친 예비성형체(10)를 소결로에서 단조프레스로 이송하고, 단조프레스로 이송시 가스노즐을 예비성형체(10)의 소단부(11)와 대단부(13)측에 각각 배치하고, 가스노즐을 통해 N2 가스를 고온의 예비성형체(10)에 불어서, 질소가스가 소결체의 표면을 감싸면서 예비성형체(10)의 길이방향으로 흐르도록 함으로써, 예비성형체(10)의 산화를 억제하고, 예비성형체(10)의 온도를 1120℃에서 1000℃로 낮추어 단조압에 의한 조직 미세화에 기여할 수 있다.After the sintered preform 10 is transferred from the sintering furnace to the forging press, the gas nozzle is disposed at the small end 11 and the large end 13 of the preform 10 at the time of transfer to the forging press. The N 2 gas is blown into the hot preform 10 through the gas nozzle so that nitrogen gas flows in the longitudinal direction of the preform 10 while covering the surface of the sintered body, thereby suppressing oxidation of the preform 10. By lowering the temperature of the preform 10 from 1120 ° C. to 1000 ° C., the preform 10 may contribute to tissue refinement by forging pressure.

이때, 상기 가스노즐을 통해 분사된 질소가스에 의해 예비성형체(10)의 산화가 완전히 차단되는 것은 아니고, 고온의 예비성형체(10)를 소결로에서 단조프레스로 이송시 미량의 산화층(16)이 예비성형체(10)의 표면에 형성되고, 이러한 미량의 표면 산화물은 파단분할성 측면에서 오히려 도움을 준다.At this time, the oxidation of the preform 10 is not completely blocked by nitrogen gas injected through the gas nozzle, and when the high temperature preform 10 is transferred from the sintering furnace to the forging press, a small amount of the oxide layer 16 Formed on the surface of the preform 10, this minor amount of surface oxide is rather helpful in terms of fracture splitting.

상기와 같이 예비성형체(10)의 표면에 생성된 미량의 산화층(16)은 이후 공정인 단조공정에 의해 예비성형체(10)의 표면으로부터 제거되며, 다만 예비성형체(10)의 대단부(13) 내경의 노치부(14)에 생성된 산화층(16)은 단조공정에 의해 제거되지 않고 접혀진 상태로 예비성형체(10)의 대단부(13) 내측에 그대로 남아 있게 된다.As described above, the trace amount of the oxide layer 16 formed on the surface of the preform 10 is removed from the surface of the preform 10 by a forging process, which is a subsequent step, except that the large end 13 of the preform 10 is formed. The oxide layer 16 formed in the notch 14 of the inner diameter is left in the large end 13 of the preform 10 in a folded state without being removed by the forging process.

따라서, 상기 단조 후 예비성형체(10)의 대단부(13) 내경의 노치부(14)가 접혀지면서 노치부(14)에 남아있던 산화층(16)에 의해 예리한 균열로 변형되어, 추후 가공시 이 균열을 기점으로 파단분할을 용이하게 할 수 있다. Therefore, after the forging, the notched portion 14 of the inner diameter of the large end 13 of the preform 10 is folded and deformed into a sharp crack by the oxide layer 16 remaining in the notched portion 14. Fracture splitting can be facilitated starting from a crack.

여기서, 예비성형체(10)에 N2 가스의 송풍(blow)량을 적절하게 조절하여, 예비성형체(10)의 대단부(13) 내경의 노치부(14)에 5~15㎛의 산화층(16)을 형성함으로써, 추후 가공 공정에서 예비성형체(10)의 대단부(13)를 용이하게 파단시킬 수 있다.Here, the blow amount of N 2 gas is appropriately adjusted in the preform 10, and the oxide layer 16 having a thickness of 5 to 15 µm is formed in the notch 14 of the inner diameter of the large end 13 of the preform 10. ), The large end portion 13 of the preform 10 can be easily broken in a later processing step.

이때, 상기 N2 가스 양을 지나치게 많이 송풍하면 산화층(16)의 형성이 미약하고, N2 가스양이 너무 적게 송풍하면 산화층(16)이 과다해져 단조후 냉각시 산화층(16)에 인접한 모재의 탄소가 산화층(16)과 반응하여 표면 탈탄화 되고, 노치부(14)의 단부에 생성된 탈탄영역에서 파단분할 시 연성파면이 과다하게 형성된다.At this time, if the amount of the N 2 gas is blown too much, the formation of the oxide layer 16 is weak. If the amount of the N 2 gas is blown too little, the oxide layer 16 becomes excessive, and forging and cooling of the base metal adjacent to the oxide layer 16 during forging. Is reacted with the oxide layer 16 to decarburize the surface, and an excessively ductile wavefront is excessively formed when the fracture is broken in the decarburized region generated at the end of the notch 14.

도 5는 본 발명의 제조과정에서 성형노치부의 변형되는 모습을 보여주는 개략도이고, 도 6은 도 5에서 단조후 성형노치부가 접혀진 모습을 보여주는 확대사진이다.Figure 5 is a schematic view showing a deformation state of the molding notch in the manufacturing process of the present invention, Figure 6 is an enlarged photograph showing a state in which the molding notch portion is folded after forging in FIG.

3. 단조3. Forging

상기 성형 및 소결 과정을 마친 예비성형체(10)를 단조 프레스 다이에 놓고 일정한 성형압을 가하여 전체밀도를 7.75g/㎤이상으로 높인다.After the molding and sintering process, the preform 10 is placed on a forging press die, and a constant molding pressure is applied to increase the overall density to 7.75 g / cm 3 or more.

이때, 상기 단조프레스 다이로 밀폐형 다이(close die)를 사용하면 노치의 적용이 용이하고, 버(burr) 생성이 오픈 다이(open die)에 비해 저감되는 효과가 있다.At this time, if a closed die is used as the forging press die, the notch may be easily applied, and burr generation may be reduced compared to an open die.

4. 냉각4. Cooling

상기 소결 및 단조 과정을 마친 예비성형체(10)를 산화 및 탈탄 방지를 위해 N2 분위기에서 0.8~1.2℃/s의 냉각속도로 서서히 냉각시킨다.After the sintering and forging process, the preform 10 is slowly cooled at a cooling rate of 0.8 to 1.2 ° C./s in an N 2 atmosphere to prevent oxidation and decarburization.

만약, 상기 예비성형체(10)의 냉각속도가 0.8℃/s미만인 경우에는 예비성형체(10)의 표면에 탈탄영역이 0.15mm 이상 형성되어, 예비성형체(10)에서 탄소의 감소로 인해 강도를 저하시키는 문제가 있고, 예비성형체(10)의 냉각속도가 1.2℃/s를 초과하는 경우 예비성형체(10)의 표면이 경화되어 가공성을 저하시키는 문제점이 있기 때문에 상기 냉각속도 범위에서 예비성형체(10)를 서냉시키는 것이 바람직하다.If the cooling rate of the preform 10 is less than 0.8 ° C./s, a decarburization area is formed on the surface of the preform 10 by 0.15 mm or more, thereby reducing the strength due to the reduction of carbon in the preform 10. If the cooling rate of the preform 10 exceeds 1.2 ° C / s, there is a problem that the surface of the preform 10 is hardened to reduce the workability of the preform 10 in the cooling rate range It is preferable to cool slowly.

5. 버 제거5. Burr Removal

상기 예비성형체(10)의 단조 및 냉각 과정을 마친 후, 버 제거용 공구를 이용하여 단조시 생성된 예비성형체(10)의 모서리부의 버(burr)를 제거한다.After finishing the forging and cooling process of the preform 10, a burr of the corner portion of the preform 10 generated during forging is removed using a tool for removing burr.

6. 쇼트블라스트6. Short blast

상기 예비성형체(10)의 표면에 작은 직경의 쇼트볼을 분사 충돌시켜 예비성형체(10)의 표면에 생성된 녹 등의 이물질을 제거한다.A small diameter shotball is collided on the surface of the preform 10 to remove foreign substances such as rust generated on the surface of the preform 10.

7. 가공7. Processing

상기 예비성형체(10)의 대단부(13) 내경면에 형성된 노치부(14)를 파단분할하여 대단부(13)와 캡부(15)로 분할시킨다.The notch portion 14 formed on the inner end surface of the large end portion 13 of the preform 10 is broken and divided into a large end portion 13 and a cap portion 15.

상기 예비성형체(10)의 대단부(13)의 파단 분할 방법은 레이저 노치법, 브로우칭(Broaching) 노치법, 성형 노치법 등을 이용하고 있다.The breaking division method of the large end part 13 of the preform 10 uses a laser notch method, a broaching notch method, a molding notch method and the like.

이때, 상기 성형 노치법을 이용하여 파단 분할한 커넥팅로드(20)는 다른 노치법에 비해 파단 조건 및 가공 조건, 공수 등에서 우수한 장점을 가진다.At this time, the breaking connecting rod 20 by using the molding notch method has an advantage in breaking conditions, processing conditions, karate and the like compared to other notch methods.

상기 조성 및 함량의 금속분말을 이용하여 성형된 예비성형체(10)는 소결, 단조, 서냉, 가공 등의 과정을 거쳐 커넥팅로드(20)로 제조된다.The preform 10 formed using the metal powder of the composition and content is manufactured as a connecting rod 20 through a process such as sintering, forging, slow cooling, and processing.

상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 커넥팅로드(20)는 중량이 경감됨에 따라, 크랭크샤프트의 한계 로드(load) 및 크랭크샤프트의 크기를 저감하고, 크랭크샤프트의 최대회전속도를 증가시킨다.As the weight of the connecting rod 20 manufactured by the above manufacturing method is reduced, the limit load of the crankshaft and the size of the crankshaft are reduced, and the maximum rotation speed of the crankshaft is increased.

그리고, 크랭크샤프트의 왕복 및 회전관성력을 감소시키고, 엔진의 진동을 저감하고, 베어링의 마찰저항을 감소시킴으로써, 연료소비율을 낮추고, 소음 및 출력을 개선할 수 있다.In addition, by reducing the reciprocation and rotational inertia of the crankshaft, reducing the vibration of the engine, and reducing the frictional resistance of the bearing, it is possible to lower the fuel consumption rate and improve the noise and power.

이하, 본 발명을 다음 실시예에 의한 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following examples, but the present invention is not limited by the following examples.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

상기 커넥팅로드(20)의 제조방법 중 소결과정을 마친 예비성형체(10)는 표 1에 보인 바와 같이 냉각속도와 탄소함량에 따라 기계적 물성과 미세조직이 달라진다.As shown in Table 1, the preform 10 after the sintering process in the manufacturing method of the connecting rod 20 has different mechanical properties and microstructures according to the cooling rate and the carbon content.

Figure 112010044060357-pat00001
Figure 112010044060357-pat00001

표 1에 나타낸바와 같이, 탄소함량이 증가할수록 심부경도, 항복강도, 인장강도가 증가하고, 연신율이 저하된다.As shown in Table 1, as the carbon content increases, the core hardness, the yield strength, the tensile strength increases, and the elongation decreases.

도 7은 본 발명의 탄소함량에 따른 개발재(Fe-1.5Cr-0.2Mo)와 종래재질(HS150;Fe-3Cu-0.5C)의 입도를 약 10~15㎛ 이하의 수준에서 보여주는 확대사진이다.7 is an enlarged photograph showing the particle size of the development material (Fe-1.5Cr-0.2Mo) and the conventional material (HS150; Fe-3Cu-0.5C) according to the carbon content of the present invention at a level of about 10 to 15 μm or less. .

도 7(a) 내지 도 7(c)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 개발재는 종래재질(도 7(d))에 비해 입도가 더 미세하다.As shown in Figure 7 (a) to Figure 7 (c), the development material of the present invention has a finer particle size than the conventional material (Fig. 7 (d)).

하기 표 2는 본 발명의 커넥팅로드(20) 제조시 사용된 개발재와 종래 재질의 조성 및 함량을 나타내고, 표 3은 단조전 소재의 기계적 성질을 나타낸다.Table 2 shows the composition and content of the development material and the conventional material used in manufacturing the connecting rod 20 of the present invention, Table 3 shows the mechanical properties of the material before forging.

상기 표 2에 나타낸 조성 및 함량의 소재를 사용하되, 실시예의 경우 본 발명에 따른 커넥팅로드 제조방법을, 비교예의 경우 종래기술에 따른 커넥팅로드 제조방법을 적용하여 커넥팅로드(20)를 제작하였으며, 이후 기계적물성을 측정하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다.Using the material of the composition and content shown in Table 2, but in the case of the embodiment was applied to the connecting rod manufacturing method according to the present invention, in the case of the comparative example was applied to the connecting rod manufacturing method according to the prior art to produce a connecting rod 20, After measuring the mechanical properties, the results are shown in Table 3.

Figure 112010044060357-pat00002
Figure 112010044060357-pat00002

Figure 112010044060357-pat00003
Figure 112010044060357-pat00003

하기 표 4는 본 발명의 실시예와 종래의 비교예의 공정변수를 비교하는 표이다.Table 4 below is a table comparing the process parameters of the present invention and the conventional comparative example.

Figure 112010044060357-pat00004
Figure 112010044060357-pat00004

실시예의 경우, 앞서 설명한 바와 같이 금속분말(크롬-몰리브덴 합금분말)을 6.4g/㎤의 밀도로 압축성형하여 예비성형체(10)를 만든 후, 상기 예비성형체(10)를 H2;N2=10:90비율의 가스분위기로 1130℃온도의 소결로에서 소결하고, 밀폐형(close) 단조프레스 다이를 사용하여 예비성형체(10)에 일정 성형압력을 가하여 7.8g/㎤의 밀도로 단조를 수행한다.In the embodiment, as described above, the metal powder (chromium-molybdenum alloy powder) is compression molded to a density of 6.4 g / cm 3 to make the preform 10, and then the preform 10 is H 2 ; N 2 = Sintering is carried out in a sintering furnace at a temperature of 1130 ° C. in a 10:90 ratio gas atmosphere, and a forging is performed at a density of 7.8 g / cm 3 by applying a constant molding pressure to the preform 10 using a closed forging press die. .

이때, 상기 소결로에서 단조프레스로 이송시 N2 가스를 소결과정을 마친 예비성형체(10)에 분사하여 표면이 산화 및 탈탄화 되는 것을 방지한다.At this time, the N 2 gas is injected into the preform 10 after the sintering process during the transfer from the sintering furnace to the forging press to prevent the surface from being oxidized and decarbonized.

이어서, 상기 소결 및 단조를 마친 예비성형체(10)를 N2 가스분위기에서 1.0℃/s의 냉각속도로 서냉한 후, 디버링, 쇼트블라스트 및 가공작업을 수행하여 실시예의 커넥팅로드(20)를 제조하였다.Subsequently, after the sintered and forged preform 10 is cooled slowly at a cooling rate of 1.0 ° C./s in an N 2 gas atmosphere, deburring, shot blasting and processing are performed to manufacture the connecting rod 20 of the embodiment. It was.

반면, 비교예의 경우, HS150(종래 고강도재질) 등을 6.8g/㎤의 성형밀도로 예비성형체(10)를 만든 후, 상기 예비성형체(10)를 H2;N2=15:85비율의 가스분위기로 940℃온도의 소결로에서 예비소결하고, 1240℃온도에서 본소결하고, 오픈 단조프레스 다이를 사용하여 7.85g/㎤의 밀도로 단조를 수행한다.On the other hand, in the comparative example, after forming the preform (10) of HS150 (conventional high strength material) and the like at a molding density of 6.8 g / cm3, the preform (10) is H 2 ; N 2 = 15: 85 ratio of gas Presintering is carried out in a sintering furnace at a temperature of 940 DEG C in the atmosphere, main sintering at a temperature of 1240 DEG C, and forging to a density of 7.85 g / cm3 using an open forging press die.

이어서, 상기 소결 및 단조를 마친 예비성형체(10)를 공냉시킨 후, 디버링, 쇼트블라스트 및 가공작업을 수행하여 비교예의 커넥팅로드를 제조하였다.Subsequently, after the sintered and forged preforms 10 were cooled by air, deburring, shot blasting, and processing were performed to prepare connecting rods of a comparative example.

상기 표 3의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예가 종래의 비교예에 비해 항복강도, 인장강도 및 피로강도가 증가되어 우수한 내구 피로성능을 가짐을 알 수 있었고, 신율 및 경도 면에서도 실시예가 종래에 비해 모두 우수한 결과를 나타내었다.As can be seen from the results of Table 3, it can be seen that the embodiment of the present invention has an excellent durability and fatigue performance by increasing the yield strength, the tensile strength and the fatigue strength, compared to the conventional comparative example, the embodiment also in terms of elongation and hardness All showed excellent results compared to the prior art.

도 8은 커넥팅로드의 재질동향 및 미세조직에 따른 인장항복강도를 보여주는 그래프이다.8 is a graph showing the tensile yield strength according to the material trend and microstructure of the connecting rod.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예1(HPF90S)의 인장항복강도는 비교예2(HPF80) 보다 170MPa정도 증가되었고, 실시예2(HPF100)의 인장항복강도는 비교예2(HPF80)보다 220MPa 정도 증가되었다.
As shown, the tensile yield strength of Example 1 (HPF90S) according to the present invention was increased by about 170 MPa than Comparative Example 2 (HPF80), tensile strength of Example 2 (HPF100) than Comparative Example 2 (HPF80) 220 MPa was increased.

10 : 예비성형체 11 : 소단부
12 : 로드부 13 : 대단부
14 : 노치부 15 : 캡부
16 : 산화층 20 : 커넥팅로드
10: preform 11: small end
12: rod portion 13: large end
14: notch 15: cap
16: oxide layer 20: connecting rod

Claims (5)

C 0.45~0.75 중량%, Cr 1.40~1.60 중량%, Mo 0.15~0.25 중량%, Mn 0.3~0.5 중량%, S 0.05~0.15 중량%, 그리고 잔량의 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된 것을 특징으로 하는 커넥팅로드용 합금분말 조성물.
C 0.45-0.75 wt%, Cr 1.40-1.60 wt%, Mo 0.15-0.25 wt%, Mn 0.3-0.5 wt%, S 0.05-0.15 wt%, and the balance of Fe and other unavoidable impurities Alloy powder composition for connecting rod.
C 0.45~0.75 중량%, Cr 1.40~1.60 중량%, Mo 0.15~0.25 중량%, Mn 0.3~0.5 중량%, S 0.05~0.15 중량% 이하, 그리고 잔량의 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된 합금분말을 금형에 주입후 프레스로 가압하여 예비성형체(10)를 성형하는 단계;
상기 예비성형체(10)를 소결로에서 소결하는 단계;
상기 소결된 예비성형체(10)를 단조프레스 다이에서 가압하여 단조하는 단계;
상기 단조를 마친 예비성형체(10)를 질소분위기에서 냉각하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 커넥팅로드용 합금분말 조성물을 이용한 커넥팅로드의 제조방법.
An alloy powder composed of 0.45 to 0.75 wt% C, 1.40 to 1.60 wt% Cr, 0.15 to 0.25 wt% Mo, 0.3 to 0.5 wt% Mn, 0.05 to 0.15 wt% S, and remaining Fe and other unavoidable impurities Molding the preform 10 by pressing in a mold and then pressing the mold with a press;
Sintering the preform 10 in a sintering furnace;
Forging the sintered preform 10 by pressing in a forging press die;
Cooling the forged preform (10) in a nitrogen atmosphere;
Method for producing a connecting rod using the alloying powder composition for a connecting rod, characterized in that comprises a.
청구항 2에 있어서, 상기 소결을 마친 예비성형체(10)를 단조프레스로 이송시 예비성형체(10)에 질소를 분사하여 예비성형체(10)의 표면산화층(16) 생성을 억제하고 예비성형체(10)를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 커넥팅로드용 합금분말 조성물을 이용한 커넥팅로드의 제조방법.
3. The method according to claim 2, wherein when the sintered preform 10 is transferred to a forging press, nitrogen is injected into the preform 10 to suppress the formation of the surface oxide layer 16 of the preform 10 and the preform 10. Method for producing a connecting rod using the alloying powder composition for a connecting rod, characterized in that cooling.
청구항 2에 있어서, 상기 소결을 마친 예비성형체(10)가 단조프레스로 이송되는 과정에서 예비성형체(10)에 생성된 표면산화층(16)은 단조단계에서 제거되고, 예비성형체(10)의 대단부(13) 내경의 노치부(14)에 생성된 5~15㎛ 두께의 표면산화층(16)은 단조에 의해 접혀지면서 균열로 변형되어, 이 균열을 기점으로 파단분할되며, 상기 표면산화층(16)의 두께는 예비성형체(10)에 분사되는 질소량에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 커넥팅로드용 합금분말 조성물을 이용한 커넥팅로드의 제조방법.
The surface oxide layer (16) generated in the preform (10) in the process of transferring the sintered preform (10) to the forging press is removed in the forging step, the large end of the preform (10) (13) The surface oxide layer 16 having a thickness of 5 to 15 µm formed in the notch 14 having an inner diameter is folded into a crack while being forged, and broken into fractures based on the crack, and the surface oxide layer 16 The thickness of the manufacturing method of the connecting rod using the alloy powder composition for a connecting rod, characterized in that controlled by the amount of nitrogen injected into the preform (10).
청구항 2에 있어서, 상기 냉각 단계는 0.8~1.2℃/s의 속도로 진행되는 것을 특징으로 하는 커넥팅로드용 합금분말 조성물을 이용한 커넥팅로드의 제조방법.


The method of claim 2, wherein the cooling step is performed at a speed of 0.8 to 1.2 ° C./s.


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