KR101400942B1 - 잠금 와셔의 코팅 방법 및 코팅된 와셔 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경화강 잠금 와셔(1)를 제조하는 방법에 관한 것으로, 와셔는 한 쪽에 날의 패턴과 다른 한 쪽에 캠의 패턴을 가지며, 상기 방법은 상기 와셔에 항-부식 코팅을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 0.25중량%을 초과하는 탄소 함량을 가진 저합금 강 와셔(1)를 담금질 온도로 경화하고 뒤이어 급랭하는 단계 및 아연 조각을 포함하는 기본 코팅을 경화 와셔 위에 비-전해식으로 도포하는 단계를 특징으로 한다. 또한 본 발명은 경화강 잠금 와셔에 관한 것이다.
경화강 잠금 와셔
Description
본 발명은 청구항 1의 도입부에 따른 잠금 와셔의 코팅 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 청구항 11의 도입부에 따른 코팅된 와셔에 관한 것이다.
평판 모양을 가지며, 바람직하게는 한 쪽에 반지름 방향으로 연장된 날의 패턴을 가지며 바람직하게는 다른 쪽에 반지름 방향으로 연장된 캠의 패턴을 가지며 볼트, 스크루 또는 유사 결착 요소를 위한 중앙구를 포함하는 예를 들어 볼트 고정을 위한 잠금 와셔는 이미 공지되어 있다. 한 쌍의 와셔는 함께 사용되며, 캠 패턴은 서로 마주보며 날 패턴은 각각 볼트 헤드, 너트 등 및 지지체 등과 맞물린다.
효과적으로 결합하고 결합 장치에 가해진 상당한 힘을 견디도록 하기 위해 와셔는 경화 가능한 강으로 제조되고 경화된다.
또한, 다른 것들 중에서, 부식에 견디기 위해서, 와셔는 전해식으로 가해진 아연 코팅이 제공된다.
종래 기술과 관련된 심각한 문제는 아연 코팅을 전해식으로 도포하는 동안, 수소가 발생하고, 원자 크기의 수소는 와셔 강에 용해되어 소위 수소취성을 일으키고, 취성은 용해된 수소 원자들이 강의 전위(dislocation)를 고정하는 사실 때문이 고, 강 연성을 감소시킨다.
수소취성을 실질적으로 감소시키거나 완전히 제거하기 위해서, 경화되고 통상적으로 약간 담금질 된 와셔는 용해된 수소를 강으로부터 제거하기 위해 약 48시간 동안 약 200℃에서 열 처리된다. 물론 이것은 고가이고 시간이 소요되는 작업이지만 필수적이다. 또한, 상기 열 처리는 경화강에 담금질을 가하는 경향이 있어 의도한 경도는 유지하지 못하고 상당히 감소할 것이다.
또한, 오늘날 날의 와셔 패턴에 의해 단단히 고정하기 위한 더 강한 볼트와 핀 볼트에 결합되는 더 강한 와셔에 대한 요구가 있다. 그러나, 이런 더 강한 와셔는 와셔를 수소취성에 더욱 민감하게 하는 강에 대한 탄소 함량을 증가시키고 상기 열 처리 동안 추가 담금질에 의해 얻는다.
본 발명의 목적은 상기한 문제들에 대한 해결책을 제공하는 방법과 와셔를 제공하는 것이다.
상기한 목적은 각각 독립 청구항 1 및 11에 따른 방법과 와셔에 의해 얻어진다. 추가 장점은 개개의 종속항에서 구체화된 것에 의해 얻는다.
본 발명은 첨부된 도면을 함께 읽을 때 상세한 설명을 참조하면 잘 이해될 것이고, 유사한 참조 기호들은 여러 도면을 통해 유사한 부품을 나타낸다.
도 1은 한 쌍의 와셔를 사용하는 종래의 볼트 고정 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예를 블럭 다이어그램 형태로 개략적으로 도시한다.
도 1에서, 1은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되고 본 발명에 따라 배열되는 종류의 잠금 와셔를 나타낸다.
상기 와셔는 예를 들어 볼트(2)를 고정하기 위한 잠금용이고, 각 와셔는 평판 모양이고 한 측면에 날의 패턴(3) 및 다른 측면에 캠의 패턴(3')을 가지며 볼트, 나사 또는 이에 상응하는 것과 같은 고정 요소(2)를 위한 중앙구(도시되지 않음)를 포함하며, 와셔는 한 쌍으로 사용되며, 캠 패턴 면은 서로 마주보며, 캠의 경사(α)가 도 1의 예에 도시된 대로 고정 요소의 나사산의 피치(β)를 넘는 경우 자가 잠금 작용을 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 도 2의 실시예에 따라, 오스테나이징 온도로 가열하고 뒤이어 급랭함으로써 미리 경화되어진 와셔(1)는 일부 경우 소정의 담금질 후 화살표(5)로 나타낸 대로 선-처리 단계(4)에 제공된다. 선-처리는 세척과 송풍을 포함할 수 있고 경화 와셔의 표면 상태에 의존한다. 일부 경우에 코팅하기 전에 소정의 정도, 바람직하게는 강 경도를 약 5-15%로 감소시킨 정도와 같이 매우 제한된 정도, 바람직하게는 약 10% 미만으로 경화 와셔를 담금질하는 것이 바람직하다. 저합금 붕소 강들과 같은 많은 강들은 경화된 것 같이 매우 연소성이 있고 본 발명을 위해 임의의 담금질을 필요로 하지 않는다.
선-처리 후 기본 코팅 도포 단계(6)는 원심분리 장치(6)에서 이루어지며, 이 원심분리 장치에 액체 형태의 코팅뿐만 아니라 와셔가 각각 화살표(7 및 8)로 나타낸 대로 운반된다. 일반적으로 9로 나타낸 경화 단계에서, 와셔의 도포된 기본 코팅은 경화되고, 기본 코팅의 기본 성분들은 가열하여 제거된다. 경화 단계(9)는 바람직한 실시예에 따라, 선-가열 단계(9'), 주요 경화 단계(9'') 및 냉각 단계(9''')를 포함할 수 있다. 경화 단계(9)를 통과한 후, 와셔는 금속 기본 코팅으로 덮인다. 때때로 바람직한 실시예들에 따라, 제 1 기본 코팅을 가진 와셔는 화살표(10)로 나타낸 대로 기본 코팅 도포 단계(6)로 재순환되고 기본 코팅의 다른 층의 도포를 위해 경화 단계(9)로 추가로 재순환된다.
또한, 바람직한 실시예에 따라, 포스트 실링 팁 코트가 와셔의 기본 코팅 위로 도포되고, 이를 위해 와셔는 화살표(11)로 나타낸 탑 코트 도포 라인으로 운반된다. 바람직한 실시예에 따라, 이 라인은 바람직하게는 원심분리 장치(12')의 형태로 탑 코트 도포 단계(12)를 포함하며, 원심분리장치 속에 액체 형태의 탑 코트 뿐만 아니라 와셔가 각각 화살표(11 및 13)로 나타낸 대로 운반된다. 일반적으로 14로 나타낸 경화 단계에서, 도포된 탑 코트는 경화되고, 탑 코트의 액체 성분들은 가열로 제거된다. 또한 이 경화 단계는 선-가열 단계(14'), 주요 경화 단계(14'') 및 냉각 단계(14''')를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 때때로 바람직한 상부 코팅 도포 단계는 기본 코팅 도포 단계, 바람직하게는 원심분리 장치의 형태와 동일한 도포 단계, 바람직하게는 원심분리 장치의 형태로 수행된다.
이 실시예는 각각 와셔 및 상부 코트를 위해 단계(6, 12'')로 유도하는 화살 표(11' 및 13')로 도 2에 나타내었고, 바람직하게는 경화 단계(9)는 이 다른 실시예에 따른 도포된 탑 코트를 경화하는데 사용되나 경화 단계(9)의 공정 변수는, 도포될 때, 이런 다른 경화 단계에 맞도록 적응시킨다. 그러나 탑 코트를 위한 개별 경화 단계(14)는 화살표(15)로 나타낸 대로 본 실시예에서 생각할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 코팅 단계/단계들은 비-전해식으로 수행되고 이런 조건하에서 경화 와셔의 담금질은 방해되거나 실질적으로 방해된다.
따라서, 통상적으로, 기본 코팅을 위한 경화 단계(9)는 약 60-120℃, 바람직하게는 약 80℃에서 약 10분 동안 선-가열, 약 200℃, 바람직하게는 약 190-230℃에서 60분 미만, 약 15분과 같은 바람직하게는 20분 미만 동안 주요 경화를 포함한다.
또한, 통상적으로, 탑 코트를 위한 경화 단계(14)는 200℃ 이하에서 약 10분 동안 선-가열 및 약 200℃, 바람직하게는 약 190-210℃에서 약 20분 미만, 바람직하게는 약 10분 미만 동안, 주요 경화를 포함한다.
경화된 대로 기본 코팅은 아연 조각을 포함하는 금속층, 더욱 구체적으로, 아연 조각과 알루미늄 조각의 혼합물을 포함하는 금속층을 포함하고, 기본 코팅은 와셔를 위한 항-부식 특성을 제공한다. 통상적으로, 금속층은 약 74중량% 아연 및 약 8중량% 알루미늄을 포함한다.
포스트 실링 탑 코트는 기본 코팅에 실링을 제공하며 와셔 강의 부식이 기본 코팅의 구멍을 통해 일어나지 않게 한다. 다이리튬옥사이드를 포함하는 탑 코트가 바람직하다.
바람직한 실시예들에 따라 기본 코팅은 DELTA PROTEKTTM KL 100이라는 상표로 판매되는 종류이고 탑 코트는 DELTA PROTEKTTM VH 300이라는 상표로 판매되는 VH 302 GZ 또는 VH 301 GZ 종류이다.
특정 실시예에 따라 DELTA PROTEKTTM KL 100 기본 코팅은 실질적으로 약
74.27% 아연,
8.07% 알루미늄,
14.3% 이산화티타늄 및
3.5% 이산화실리콘을 포함한다.
또한, 특정 실시예 DELTA PROTEKTTM VH 300(VH 302 GZ 또는 VH 301 GZ)에 따라, 탑 코트는 실질적으로 약
61% 무정형 실리카,
30.3% 다이리튬옥사이드를 포함하고, 나머지는 밝히지 않았다.
통상적으로, 기본 코팅층은 약 6-20㎛, 바람직하게는 약 10㎛의 두께를 가지며, 탑 코트 층은 약 1-3㎛의 두께를 가진다.
바람직한 실시예에 따라, 코팅된 와셔 강의 경도는 500HV 이상, 바람직하게는 약 500-560HV이다.
와셔 강으로서 여러 다른 강들이 선택될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라 저-합금 붕소 강들이 사용되고, 이런 강들은 실질적으로
0.25-0.30% 탄소
0.20-0.35% 실리콘
1.00-1.30% 망간
0.030% 인
0.010% 황
0.20-0.60% 크롬 및
0.0015-0.0050% 붕소
나머지 철 및 보통의(normal) 불순물을 포함한다.
다른 바람직한 실시예에 따라 와셔 강 탄소 함량은 0.3중량%보다 높고, 바람직하게는 0.3-0.5중량%이고, 예인 유럽 표준 30MnCr B5에 따른 저-합금 붕소 강은 실질적으로
0.3-0.36% 탄소
≤0.4% 실리콘
1.2-1.5% 망간
≤0.035% 인
≤0.040% 황
0.3-0.6% 크롬
0.0008-0.005% 붕소
나머지 철 및 보통의 불순물을 포함한다.
실시예
1
바람직하게는 0.25-0.30% 탄소 저-함량 붕소 강을 위해 제공된 조성물을 가진 Boloc 04 타입의 붕소 강으로 제조한 타입 NL 10의 와셔들을 담금질 온도로 가열하고 뒤이어 물에 급랭하면 581 HV의 경도를 만들어낸다. 200℃에서 30분 동안 밴드 난로(band furnace)에서 온라인으로 뒤이은 담금질은 529 HV의 경도를 만들어내는데, 즉, 약 9%의 경도가 감소한다.
따라서 처리한 와셔들에 상기한 대로 DELTA 두 층인 기본 코팅과 한 층인 탑 코트를 제공하였고, 각 층은 약 15분 동안 200℃에서 가열하고 경도는 코팅 처리 후 약 513 HV이었다.
본 발명에 따른 방법과 와셔는 상기한 설명으로 충분한 정도로 명확해졌다.
따라서, 원하는 경도로 경화 와셔들은 비-전해식으로 코팅하고, 경화 와셔들의 담금질을 피하고 또는 실질적으로 피하도록 가열하는 단계를 포함한다. 유지된 경도 이외에, 상기 방법은 향상된 생산성을 제공한다.
상기에서 본 발명은 바람직한 실시예들과 함께 기술되었다. 물론 작은 첨가와 보정뿐만 아니라 추가 실시예들은 본 발명의 기본 아이디어로부터 벗어나지 않고 상상할 수 있다.
기본 코팅과 탑 코트의 도포는 상기한 대로 수행될 수 있고, 액체 코팅/코트에 담긴 와셔들은 과량 액체를 제거하기 위한 원심분리 장치에서 가공된다. 소위 딥-스핀 이외의 딥-트레인(원심분리 장치 없이 탈수하여 제거) 또는 스프레잉과 같은 다른 방법들이 사용될 수 있다.
선-가열과 경화를 위한 가열은 가스-점화 또는 전기 난로와 같은 적절한 난로에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 본 발명에 따른 와셔와 함께 사용될 날의 패턴이 제공된 너트뿐만 아니라 각 하나에 날의 패턴과 캠의 패턴이 제공된 한 쌍의 와셔와 함께 사용될 너트에 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 도시된 실시예들에 한정되지 않으며 첨부된 청구항들의 범위 내에서 변할 수 있다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있음
Claims (39)
- 0.25중량% 내지 0.5중량%의 탄소 함량을 가진 저합금 강 와셔(1)를 담금질 온도로 가열함으로써 경화하고 뒤이어 급랭하는 단계, 및아연 조각을 포함하는 기본 코팅을 경화 와셔 위에 비-전해식으로 도포하는 단계를 특징으로 하는 와셔에 항 부식 코팅을 제공하는 단계를 포함하는 한 쪽에 날(teeth)의 패턴과 다른 한 쪽에 캠(cams)의 패턴을 가진 경화강 잠금 와셔(locking washer) 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,탄소 함량은 0.3중량% 내지 0.5중량%인 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,경화강 와셔를 특정 정도로 담금질하는 단계를 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,담금질의 특정 정도는 강 경도를 5-15% 감소시키는 것인 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,담금질의 특정 정도는 강 경도를 10% 미만으로 감소시키는 것인 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,아연 조각과 알루미늄 조각의 혼합물을 포함하는 기본 코팅을 도포하는 단계(6, 12'')를 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,74중량% 아연 및 8중량% 알루미늄을 포함하는 금속층을 포함하는 기본 코팅을 도포하는 단계(6, 12'')를 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,60분 미만의 시간 동안 190-230℃ 와셔 온도에서 도포된 기본 코팅의 주요 경화 단계(9'')를 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 시간은 20분 미만인 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 시간은 15분 미만인 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,기본 코팅 주요 경화 단계(9'') 이전에, 60-120℃의 온도에서 5-10분의 시간 동안 선-가열하는 단계(9')를 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 시간은 7분이며 상기 온도는 80℃인 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,포스트 실링 탑 코트를 비-전해식으로 기본 코팅에 도포하는 단계(12, 12'')를 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 탑 코트는 다이리튬옥사이드를 포함하는 것인 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,190-210℃의 와셔 온도에서 상기 탑 코트의 주요 경화 단계(9'', 14'')를 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,주요 경화 단계(9'', 14'')는 20분 미만 동안 수행되는 것인 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서,주요 경화 단계(9'', 14'')는 10분 동안 수행되는 것인 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,탑 코트 주요 경화 단계(9'', 14'') 이전에 200℃ 이하로 10분 동안 선-가열하는 단계(9',14')를 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,코팅된 와셔 경도는 500 HV 이상인 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,코팅된 와셔 경도는 500-560 HV인 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,와셔 강은0.25-0.30중량% 탄소0.20-0.35중량% 실리콘1.00-1.30중량% 망간0.030중량% 인0.010중량% 황0.20-0.60중량% 크롬 및0.0015-0.0050중량% 붕소나머지 철 및 보통의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,와셔 강은0.3-0.36중량% 탄소≤0.4중량% 실리콘1.2-1.5중량% 망간≤0.035중량% 인≤0.040중량% 황0.3-0.6중량% 크롬0.0008-0.005중량% 붕소나머지 철 및 보통의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔 제조 방법.
- 와셔(1)는 담금질 온도로 가열하고 이어서 급랭함으로써 경화되고 0.25중량% 내지 0.5중량%의 탄소 함량을 가진 저합금 강으로 제조되고, 아연 조각을 포함하는 기본 코팅은 와셔에 비-전해식으로 도포되는 것을 특징으로 하며, 항-부식 코팅에 제공되고, 한 쪽에 날(teeth)의 패턴과 다른 쪽에 캠(cams)의 패턴을 포함하는 경화강 잠금 와셔(locking washer).
- 제 23 항에 있어서,탄소 함량은 0.30중량% 내지 0.5중량%인 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,경화 와셔는 특정 정도로 담금질되는 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 25 항에 있어서,경화 와셔는 강 경도를 5-15% 감소시키는 정도로 담금질되는 것인 경화강 잠금 와셔.
- 제 26 항에 있어서,경화 와셔는 강 경도를 10% 미만으로 감소시키는 정도로 담금질되는 것인 경화강 잠금 와셔.
- 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 기본 코팅이 아연 조각과 알루미늄 조각의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 기본 코팅이 74중량% 아연 및 8중량% 알루미늄을 포함하는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 기본 코팅은 190-230℃ 와셔 온도의 주요 경화 단계에서 경화되며 경화 시간은 60분 미만인 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 30 항에 있어서,와셔 온도는 185-200℃이며 경화 시간은 15분 미만인 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,포스트 실링 탑 코트를 기본 코팅에 비-전해식으로 도포하는 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 32 항에 있어서,상기 탑 코트는 다이리튬옥사이드를 포함하는 것인 경화강 잠금 와셔.
- 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,코팅된 와셔 경도는 500 HV 이상인 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 34 항에 있어서,코팅된 와셔 경도는 500-560 HV인 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 23 항에 있어서,와셔 강은0.25-0.30중량% 탄소0.20-0.35중량% 실리콘1.00-1.30중량% 망간0.030중량% 인0.010중량% 황0.20-0.60중량% 크롬 및0.0015-0.0050중량% 붕소나머지 철 및 보통의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
- 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,와셔 강은0.3-0.36중량% 탄소≤0.4중량% 실리콘1.2-1.5중량% 망간≤0.035중량% 인≤0.040중량% 황0.3-0.6중량% 크롬0.0008-0.005중량% 붕소나머지 철 및 보통의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화강 잠금 와셔.
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