KR101449304B1 - 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법 - Google Patents

자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법 Download PDF

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장필성
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Abstract

본 발명은 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법에 관한 것으로, 주조 후 피스톤 헤드 상면부의 연소실 표면 부위에 존재하는 산화개재물이나 수축공 등과 같은 주조 결함의 발생을 방지할 수 있는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 금형에 용탕을 주입하여 보울 부분을 포함하는 헤드 상면부를 주조하되, 금형 내에서 본체부와의 접합부분이 상측으로 위치되고 그 접합부분에 압탕부가 형성되도록 주조하는 단계; 금형에 용탕을 주입하여 피스톤에서 상기 헤드 상면부를 제외한 나머지 부분인 본체부를 주조하되, 금형에서 헤드 상면부와의 접합부분이 상측으로 위치되고 그 접합부분에 압탕부가 형성되도록 주조하는 단계; 상기 헤드 상면부와 본체부에서 압탕부를 제거하는 단계; 및 상기 헤드 상면부와 본체부를 접합하여 일체로 만들어주는 단계를 포함하는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법을 제공한다.

Description

자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법{Method for manufacturing piston of automobile engine}
본 발명은 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주조 후 피스톤 헤드 상면부의 연소실 표면 부위에 존재하는 산화개재물이나 수축공 등과 같은 주조 결함의 발생을 방지할 수 있는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차 엔진에서 피스톤은 실린더 내부를 왕복 운동하는 부품으로, 폭발행정에서 고온 고압의 가스 압력을 받아 하강하여 하부에 연결된 커넥팅 로드를 통해 크랭크축에 동력을 전달한다.
이때, 피스톤 헤드는 연소실의 일부를 형성하게 되는데, 엔진에서 연소실은 성능 및 연비 등에 크게 영향을 미치는 요소로, 연료와 공기의 혼합기를 높은 효율로 최대한 공해가 없도록 연소시킬 수 있는 구조를 가져야 한다.
이러한 연소실의 형상은 밸브 기구와 점화플러그의 부착 위치, 냉각 방법, 피스톤 헤드의 형상 등에 따라 달라진다.
한편, 자동차 엔진 기술의 하나로, 고압 인젝터 기술의 발전과 연비 향상의 필요성이 증가하면서 가솔린 직접 분사(Gasoline Direct Injection, GDI) 방식의 엔진이 도입되고 있다.
가솔린 직접 분사 방식은 연소실에 직접 연료를 분사하여 연소시키므로 엔진 성능의 향상, 연비 향상, 배기가스 저감의 이점을 가진다.
특히, 가솔린 직접 분사 방식은 간접 분사 방식인 포트 분사(Port Fuel Injection, PFI) 방식(흡기포트에 연료를 분사하여 흡기와 연료를 혼합한 혼합기를 연소실에 공급하는 방식)에 비해 연소 안전성이 높고 초 희박상태에서의 연소가 가능한 이점을 가진다.
이와 같은 가솔린 직접 분사 엔진에서는 연소실에 직접 분사되는 연료가 점화플러그 주변에 잘 모일 수 있도록 하는 것이 중요하며, 이는 연소실의 구조에 의해 좌우되므로 연소실 일부를 형성하는 피스톤 헤드의 형상 또한 중요하다.
통상 가솔린 직접 분사 엔진의 피스톤 상면(헤드 상면)에는 혼합기 내 엔진 오일 희석 문제 개선, 엔진 성능 및 연비 향상, 입자상 물질(Particular Matter, PM) 및 배기가스 저감의 목적으로 흡기와 연료의 유동을 제어할 수 있는 오목한 형상의 보울(bowl)이 형성된다.
이 보울은 흡기와 연료의 유동을 가이드 하여 점화플러그 주변의 점화영역에서 농후한 혼합기가 형성될 수 있도록 해준다.
즉, 흡기포트를 통해 보울로 도입된 흡기가 보울 벽면을 타고 유동하면서 유동이 강화되고, 인젝터에서 분사된 연료가 보울 벽면에 충돌된 후 기화하면서 흡기와 혼합되어 성층의 혼합기를 형성하는바, 연소실 전체의 혼합기는 초 희박상태이나 점화플러그 주위에서는 성층의 농후한 혼합기가 형성된 상태로 연소가 이루어진다.
이와 같이 보울을 형성하여 점화영역에서 농후한 혼합기의 연소가 이루어지도록 함으로써 엔진 성능 및 연비를 향상시킬 수 있고, 입자상 물질 및 배기가스 저감을 도모할 수 있다.
또한 연소실을 형성하는 부분이면서 보울이 형성된 피스톤 헤드 상면부의 형상은 엔진 오일 희석, 엔진 성능 및 연비, 입자상 물질 및 배기가스 생성 등에 영향을 미친다.
따라서, 연소 성능 및 연비의 극대화, 배기가스 최소화를 위한 다양한 보울 형상이 제시되고 있으며, 보울이 형성된 피스톤에 대한 선행기술문헌으로 한국공개특허 제10-2004-0041308호, 한국공개특허 제10-2009-0064171호, 한국등록특허 제10-0946484호 등을 들 수 있다.
또한 피스톤 헤드의 제조 방법으로 중력주조법이 널리 이용되고 있는데, 중력주조법을 이용한 제조 방법의 선행기술문헌으로는 한국공개특허 제10-2002-0024678호, 한국등록특허 제10-1009962호 등을 들 수 있다.
일반적으로 중력주조법은 용탕을 중력에 의해 금형에 주입하여 주물을 만드는 주조 방법을 말하며, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 등의 비철합금, 주철 또는 강철을 소재로 하여 피스톤, 슬리브, 크랭크 케이스, 실린더, 베어링 등을 제조하는데 널리 이용되고 있다.
중력주조법을 이용한 피스톤 제조 과정에서는 래들(ladle)을 이용하여 금형에 용탕을 주입하고, 일정 시간 동안 성형/응고시킨 다음, 금형을 개방하여 성형된 제품을 냉각시킨다.
이어 제품이 냉각된 후에는 선반 가공이나 밀링 가공을 통해 주조 과정에서 생성된 압탕부를 제거하면서 보울을 가공하고, 스커트, 링 그루브, 핀홀, 오일홀 등에 대한 후속 가공을 진행하여 피스톤 헤드를 완성하게 된다.
최근 연소 특성을 개선하기 위해 보울 및 연소실 부분을 포함하는 피스톤 헤드 상면부의 형상이 복잡해지면서 압탕부 제거 및 보울 가공 등에 어려움을 겪고 있다.
특히, 형상이 복잡해짐에 따라 산화개재물, 수축공 등 주조 결함의 발생이 증가하여 내구 문제가 발생하고 있고, 결함 부위를 제거하기 위한 가공 공정의 추가가 요구되고 있다.
도 1과 도 2는 종래기술에 따른 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1을 참조하면 피스톤 제조시에 금형의 주입구를 통해 주입된 용탕의 흐름경로를 보여주고 있다.
도 2는 헤드 상면부 보울의 오목한 형상으로 인해 용탕의 흐름이 굴절되어 연소실에 산화피막이 발생함을 설명하기 위한 도면이다.
가솔린 직접 분사 엔진에 사용되는 피스톤의 경우, 피스톤 헤드 상면부(11)에 전술한 바와 같이 오목한 보울(도 2에서 도면부호 12임)이 형성되어야 하며, 도 1에 나타낸 바와 같이 주조시에 압탕부(13)의 위치는 이 보울의 내측으로 설정된다.
주입구(2)를 통해 용탕이 주입되면 금형(1) 내부에 용탕이 아래에서부터 채워져 올라가게 되는데, 정상적인 경우에는 용탕의 표면에 생성되는 산화피막이 피스톤 상단의 압탕부(13)로 이동하여 포집되어야 하고, 이후 압탕부(13)와 함께 제거되어 피스톤 헤드에는 산화피막이 남아 있지 않아야 한다.
그러나, 피스톤 헤드 상면부(11)의 형상이 보울 등으로 인해 복잡해짐에 따라 보울과 같이 굴곡이 있는 부분에서 용탕의 흐름이 굴절되면서(보울의 오목한 형상 때문에 용탕의 흐름이 굴절됨) 헤드 상면부(연소실)의 표면 부위에서 산화피막이 다량 발생하고 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 표면에 존재하는 산화피막이 굴곡 부분에 걸리면서 압탕부(13)로 이동하지 못하고 헤드 상면부(11)의 보울(12) 표면 부위(연소실 표면 부위)에 산화개재물 형태로 잔류하게 된다.
더불어 보울(12)의 표면 부위에는 용탕의 흐름이 원활하지 않음으로 인해 수축공 등의 주조 결함이 다량 발생한다.
도 3은 종래의 제조 방법에 따라 제조된 피스톤에서 보울의 오목한 굴곡 부위에 산화개재물이 잔류함을 보여주고 있는 사진이고, 도 4는 중력주조 후 연소실 표면 부위에 수축공 및 산화개재물이 발생한 상태를 보여주고 있는 사진이다.
최근 피스톤의 보울은 연소 특성의 개선을 위해 형상의 복잡도가 증가하고 있으므로 헤드 상면부의 표면 부위(연소실 표면 부위)에 주조 결함이 발생할 가능성이 더욱 커지고 있다.
이러한 주조 결함은 피스톤 파손의 기점이 되므로 피스톤의 내구성을 향상시키기 위해서는 연소실 표면에 주조 결함이 발생하는 것을 미연에 방지하거나, 주조 후에 반드시 추가 가공을 통해 제거해야 한다.
이러한 가공 공정의 추가는 양산성 저하는 물론 선반 가공(보울의 내측 가공)을 위해 원형의 보울을 적용해야 하는 등 보울의 형상을 제약하는 문제를 야기하고, 원형 이외의 형상인 경우 밀링 가공을 필요로 한다.
특히, 형상이 복잡해질수록 가공이 어려워지며, 피스톤 헤드 상면부의 복잡한 표면을 가공하여 주조 결함을 제거하려면 3차원 NC 가공까지 적용해야 하므로 양산성이 크게 저하될 수 있다(보울 상단 가공-밀링 가공, 보울 외측 가공-3차원 NC 가공 필요).
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 주조 후 피스톤 헤드 상면부의 연소실 표면 부위에 존재하는 산화개재물이나 수축공 등과 같은 주조 결함의 발생을 방지할 수 있는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 금형에 용탕을 주입하여 보울 부분을 포함하는 헤드 상면부를 주조하되, 금형 내에서 본체부와의 접합부분이 상측으로 위치되고 그 접합부분에 압탕부가 형성되도록 주조하는 단계; 금형에 용탕을 주입하여 피스톤에서 상기 헤드 상면부를 제외한 나머지 부분인 본체부를 주조하되, 금형에서 헤드 상면부와의 접합부분이 상측으로 위치되고 그 접합부분에 압탕부가 형성되도록 주조하는 단계; 상기 헤드 상면부와 본체부에서 압탕부를 제거하는 단계; 및 상기 헤드 상면부와 본체부를 접합하여 일체로 만들어주는 단계를 포함하는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법을 제공한다.
바람직한 실시예로, 상기 압탕부를 제거하는 단계에서 압탕부 제거 후 접합부분을 평면으로 가공하여 헤드 상면부와 본체부 간의 접합이 이루어지는 평탄한 접합면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 압탕부 제거 및 접합면 평면 가공은 선반 가공으로 실시하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 헤드 상면부와 본체부를 브레이징 접합 또는 마찰 접합의 방법으로 접합하는 것을 특징으로 하는 한다.
또한 상기 헤드 상면부와 본체부를 알루미늄 합금으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 헤드 상면부에 탑 링 그루브가 일체로 형성되도록 주조하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 헤드 상면부를 주철로 제조하고, 본체부를 알루미늄 합금으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 피스톤 제조 방법에 의하면, 본체부와 헤드 상면부를 분리 주조한 뒤 접합하는 방식이 적용됨으로써 산화피막에 의한 소재 결함 없이 피스톤을 제작하는 것이 가능해진다.
특히, 연소실의 최적화를 위해 보울의 형상이 복잡해지더라도 주조 결함의 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 주조 결함 부위를 제거하기 위한 고난도의 추가 가공이 삭제되므로 양산성 확보, 공정비용 및 원가 절감의 이점이 있게 된다.
또한 피스톤 강도 향상을 위해 실시하는 용체화 열처리와 본체부와 헤드 상면부 간의 브레이징 접합 공정을 통합된 하나의 공정으로 동시에 실시할 수 있으므로 별도의 용체화 열처리가 삭제될 수 있고, 공정의 간소화를 달성할 수 있다.
또한 주철 인서트(링 캐리어)의 기능을 수행할 수 있도록 탑 링 그루브 부분을 주철로 주조되는 헤드 상면부에 일체로 형성하여 제조함으로써 별도 인서트 주조 공정이 불필요해지고, 이에 피스톤 제조를 위한 공정의 축소 및 간소화가 가능해지며, 주철 인서트로 인한 연소실 상면의 산화피막 결함을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 제조 방법에 따라 피스톤 제조시에 금형 내 용탕의 흐름상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 제조 방법에서 헤드 상면부 보울의 오목한 형상으로 인해 용탕의 흐름이 굴절되어 연소실에 산화피막이 발생함을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 제조 방법에 따라 제조된 피스톤에서 보울의 오목한 굴곡 부위에 산화개재물이 잔류함을 보여주고 있는 사진이다.
도 4는 종래의 중력주조 후 연소실 표면 부위에 수축공 및 산화개재물이 발생한 상태를 보여주고 있는 사진이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 피스톤의 제조 방법을 나타내는 공정상태도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 피스톤의 제조 방법을 나타내는 공정상태도이다.
도 7은 통상의 주철 인서트가 적용된 피스톤을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 주조 후 피스톤 헤드 상면부의 연소실 표면 부위에 존재하는 산화개재물이나 수축공 등과 같은 주조 결함의 발생을 방지할 수 있는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에서는 보울이 형성된 헤드 상면부와, 상기 헤드 상면부를 제외한 나머지 부분인 본체부를 각각 별도로 분리 주조한 뒤 접합하여 일체의 피스톤을 제조하는 방식이 적용된다.
여기서, 헤드 상면부는 연소실을 형성하게 되는 피스톤 상면 부위를 포함하는 부분이고, 본체부는 헤드 상면부 하측에서 커넥팅 로드가 연결되는 부위 및 스커트 부위를 포함하는 부분이 된다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 피스톤 제조 방법을 나타내는 공정상태도로, 본체부와 헤드 상면부를 분리하여 주조한 뒤 접합하여 일체의 피스톤을 제조하는 과정을 보여주고 있다.
본 발명의 제조 과정에서 피스톤의 본체부(21)는 주조 및 선반 가공을 거쳐 상면(23)이 평면이 되도록 제작되는데, 중력주조시 금형 내에서 본체부(21) 상면 위쪽으로 압탕부(22)가 위치되도록 주조하고, 주조 과정에서 상측의 압탕부(22)에 최대한 산화피막이 포집되도록 한다.
물론, 본체부(21)만을 별도로 분리하여 제조하기 위한 금형이 필요하고, 본체부(21) 상면에 압탕부(22)를 형성할 수 있는 금형을 사용하는바, 용탕이 주입구를 통해 주입되면 금형 내 아래에서부터 용탕이 채워져 올라가게 되고, 용탕 표면에 생성된 산화피막은 본체부(21) 상측의 압탕부(22)로 이동하여 포집된다(도 5의 (a) 참조).
이렇게 본체부(21)의 주조를 마치고 나면, 압탕부(22)는 선반 가공으로 쉽게 제거할 수 있고, 압탕부(22)가 있던 본체부 상면(헤드 상면부와의 접합면)(23)을 평탄한 평면으로 가공하므로 작업이 용이하다.
또한 압탕부(22)만 제거해주면 산화개재물 등의 소재 및 주조 결함을 완벽히 제거할 수 있게 된다(도 5의 (c) 참조).
이렇게 주조를 마친 본체부(21)는 스커트(24) 및 커넥팅 로드 연결부위인 핀홀(25) 등을 가지는 형상이 된다.
한편, 헤드 상면부(11)는 주조 및 선반 가공을 거쳐 본체부(21)와 접합되는 접합면(하면)(14)이 평탄한 평면이 되도록 제작되는데, 금형 내에서 상하를 뒤집어서 주조하게 되고, 헤드 상면부(11)를 주조하기 위한 금형 또한 상하 반대로 뒤집어 놓은 형태의 헤드 상면부를 주조할 수 있는 금형이 사용된다.
이에 따라, 중력주조시 오목한 형상의 보울(12)이 위치되는 표면 부위(헤드 상면부의 상면)는 금형 내 하측에서 성형되어지고, 반대로 평면으로 가공될 헤드 상면부(11)의 하면 부위가 금형 내 상측에서 성형되어지는바, 압탕부(13)는 평면으로 가공될 부위 상측에 위치하게 된다(도 5의 (b) 참조).
결국, 금형 내에서 하측에 위치되는 표면 부위(보울이 위치되는 상면 부위가 됨)에는 주조시 산화피막이 잔류하지 않으며, 평면으로 가공될 부위(즉, 금형 내 상측에 위치되는 부위로, 헤드 상면부의 하면 부위이고, 평면으로 가공되어 본체부에 접합되는 부위) 상측의 압탕부(13)에만 산화피막이 최대한 포집된다.
이렇게 헤드 상면부(11)의 주조를 마치고 나면, 압탕부(13)는 선반 가공으로 쉽게 제거할 수 있고, 압탕부(13)가 있던 표면(14)을 평탄한 평면으로 가공하므로 작업이 용이하다.
또한 압탕부(13)만 제거해주면 산화개재물 등의 소재 및 주조 결함을 완벽히 제거할 수 있게 된다.
이로써 압탕부(13,22))를 제거한 본체부(21)와 헤드 상면부(11)를 접합하여 일체의 피스톤(9)으로 만들어주는데, 이때 헤드 상면부(11)는 주조시와는 상하 반대방향으로 뒤집어서 본체부(21)와 접합한다.
즉, 평면으로 가공된 본체부 상면(압탕부가 있던 자리임)(23)과, 역시 평면으로 가공된 헤드 상면부 하면(압탕부가 있던 자리임)(14)을 접합하여 일체로 만들어주는 것이다.
이때, 별도로 분리 주조한 본체부(21)와 헤드 상면부(11) 간의 접합은 브레이징(brazing) 접합 또는 마찰 접합의 방법으로 실시될 수 있다.
이때, 본체부(21)와 헤드 상면부(11)를 각각 알루미늄 합금 소재로 별도 주조하여 제조한 뒤, 평면 가공된 본체부(21)의 접합면(상면)(23)과 헤드 상면부(11)의 접합면(하면)(14) 간을 브레이징 접합 또는 마찰 접합하게 된다.
통상의 브레이징 접합은 용접의 일종으로, 가스저항, 유도가열, 적외선 등을 가열원으로 하여 450℃ 이상의 온도 및 용융점 이하의 온도에서 실시하고, 접합 강도 및 외관이 매우 우수하며, 모재 변형이나 손상, 전류응력의 발생이 없는 특징을 가진다.
본 발명에서도 브레이징 접합을 위해 본체부(21)와 헤드 상면부(11)를 적어도 450℃ 이상의 온도로 가열하게 되는데, 이때 온도를 소재의 용체화 온도(통상 재결정 온도 이상 및 용융점 온도 이하로 설정함), 예를 들면 500℃로 설정하여 브레이징 접합을 할 경우 피스톤 소재의 강도 향상을 위한 용체화 열처리를 접합 공정에서 통합 공정으로 동시에 실시할 수 있고, 결국 별도의 용체화 열처리 공정이 삭제될 수 있어 전체 공정의 축소가 가능해지는 이점이 있게 된다.
상기와 같이 본체부(21)와 헤드 상면부(11)를 접합하고 나면, 후속 가공을 통해 보울(12)의 형상을 완성하고, 그 밖에 링 그루브(27)나 오일홀(26) 등을 가공하여 피스톤(9)을 완성하게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명에서는 본체부와 헤드 상면부를 분리 주조한 뒤 접합하는 방식이 적용됨으로써 산화피막에 의한 소재 결함 없이 피스톤을 제작하는 것이 가능해진다.
특히, 연소실의 최적화를 위해 보울의 형상이 복잡해지더라도 주조 결함의 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 주조 결함 부위를 제거하기 위한 고난도의 추가 가공이 삭제되므로 양산성 확보, 공정비용 및 원가 절감의 이점이 있게 된다.
또한 피스톤의 강도 향상을 위해 실시하는 용체화 열처리와 본체부와 헤드 상면부 간의 브레이징 접합 공정을 통합된 하나의 공정으로 동시에 실시할 수 있으므로 별도의 용체화 열처리가 삭제될 수 있고, 공정의 간소화를 달성할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 피스톤 제조 방법을 나타내는 공정상태도로, 제2실시예는 본체부(21)와 헤드 상면부(11)를 분리하여 주조한 뒤 접합하여 일체의 피스톤(9)을 제조하는 방법적인 측면에 있어서는 제1실시예와 비교하여 차이가 없다.
다만, 헤드 상면부(11)가 탑 링 그루브(15)를 포함하는 형상을 가지며, 이때 본체부(21)를 알루미늄 합금 소재로 주조하여 제조하고, 헤드 상면부(11)는 주철 소재로 주조하여 제조할 수 있다.
고출력 엔진의 경우 탑 링 상하 떨림으로 인한 탑 링 그루브의 마모를 방지하기 위하여 탑 링 그루브에서 우수한 내마모성이 요구된다.
이에 알루미늄 합금 피스톤을 주조할 때 탑 링 그루브 부분(주철 인서트 또는 링 캐리어)은 주철로 별도 제조한 뒤 금형 내에 설치하여 인서트 주조하는 방식이 적용된다.
도 7은 통상의 주철 인서트가 적용된 피스톤을 나타내는 단면도로서, 탑 링 그루브 부분에 주철로 별도 제조한 주철 인서트(27a)가 설치된 상태를 나타내고 있다.
그러나, 주철 인서트(9)의 적용시 금형에 주입되는 용탕(알루미늄 합금 용탕)이 금형 내에 고정된 주철 인서트에 접촉할 때 인서트의 접촉면 부분에서 산화피막이 발생하고, 그로 인해 헤드 상면부(11)의 연소실 표면에 산화피막의 발생이 증가한다.
따라서, 제2실시예에서는 주철 인서트(링 캐리어)의 기능을 수행할 수 있도록 주철로 주조되는 헤드 상면부(11)에 탑 링 그루브(15)를 일체로 형성하여 제조한다.
이 경우 별도의 인서트 주조 공정이 불필요해지므로 피스톤 제조를 위한 공정의 축소 및 간소화가 가능해지고, 주철 인서트로 인한 연소실 상면의 산화피막 결함을 방지할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 금형 2 : 주입구
11 : 헤드 상면부 12 : 보울
13 : 압탕부 14 : 접합면
15 : 탑 링 그루브 21 : 본체부
22 : 압탕부 23 : 접합면
24 : 스커트 25 : 핀홀
26 : 오일홀 27 : 링 그루브
27a : 주철 인서트

Claims (7)

  1. 금형에 용탕을 주입하여 보울 부분을 포함하는 헤드 상면부를 주조하되, 금형 내에서 본체부와의 접합부분이 상측으로 위치되고 그 접합부분에 압탕부가 형성되도록 주조하는 단계;
    금형에 용탕을 주입하여 피스톤에서 상기 헤드 상면부를 제외한 나머지 부분인 본체부를 주조하되, 금형에서 헤드 상면부와의 접합부분이 상측으로 위치되고 그 접합부분에 압탕부가 형성되도록 주조하는 단계;
    상기 헤드 상면부와 본체부에서 압탕부를 제거하는 단계; 및
    상기 헤드 상면부와 본체부를 접합하여 일체로 만들어주는 단계;
    를 포함하는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압탕부를 제거하는 단계에서 압탕부 제거 후 접합부분을 평면으로 가공하여 헤드 상면부와 본체부 간의 접합이 이루어지는 평탄한 접합면을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 압탕부 제거 및 접합면 평면 가공은 선반 가공으로 실시하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 헤드 상면부와 본체부를 브레이징 접합 또는 마찰 접합의 방법으로 접합하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드 상면부와 본체부를 알루미늄 합금으로 제조하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드 상면부에 탑 링 그루브가 일체로 형성되도록 주조하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 헤드 상면부를 주철로 제조하고, 본체부를 알루미늄 합금으로 제조하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법.
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