KR101500012B1 - Reinforce low crankcase and method for manufacturing the same, low crankcase - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로우 크랭크케이스용 보강재의 제조 방법에 관한 것으로서, 14 ~ 25 wt% 실리콘(Si), 2 ~ 7 wt% 구리(Cu), 0.2 ~ 2.0 wt% 마그네슘(Mg) 및 잔량의 알루미늄(Al)으로 구성된 과공정 알루미늄 합금 조성물의 용탕을 보온로에서 소정 온도로 유지하고 인(P)을 50 ~ 500ppm 첨가하여 소정 시간 안정화시키는 개량화 처리를 한 후, 연속 주조를 통해 환봉을 만드는 과정; 상기 환봉을 소정 길이로 절단하는 과정; 절단된 환봉을 300 ~ 400℃로 가열하여 열간 단조하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of making a reinforcement for a low crankcase comprising 14 to 25 wt% silicon, 2 to 7 wt% copper, 0.2 to 2.0 wt% magnesium and a balance aluminum, (P) at a predetermined temperature in a heating furnace, adding 50 to 500 ppm of phosphorus (P) to stabilize the alloy for a predetermined time, and then forming a round bar by continuous casting; Cutting the round bar into a predetermined length; And heating the cut round bar to 300 to 400 캜 for hot forging.

또한, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 제조된 로우 크랭크케이스용 보강재와, 상기 보강재가 로우 크랭크케이스 본체의 저널 부위에 인서트된 로우 크랭크케이스에 관한 것이다.The present invention also relates to a low crankcase reinforcement manufactured by the above manufacturing method and a low crankcase in which the reinforcement is inserted in the journal portion of the low crankcase body.

Description

로우 크랭크케이스용 보강재와 이를 제조하는 방법 및 로우 크랭크케이스{REINFORCE LOW CRANKCASE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, LOW CRANKCASE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a reinforcement for a low crankcase, a method for manufacturing the same, and a low crankcase. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 로우 크랭크케이스용 보강재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 과공정 알루미늄 합금 조성물로 이루어져 경량화 및 강성 향상을 도모할 수 있는 로우 크랭크케이스용 보강재에 관한 것이다.The present invention relates to a reinforcement material for a low crankcase, and more particularly, to a reinforcement material for a low crankcase which is made of an over-process aluminum alloy composition and can be lightened and improved in rigidity.

또한, 본 발명은 상기 로우 크랭크케이스용 보강재를 제조하는 방법과, 상기 보강재가 로우 크랭크케이스 본체의 저널 부위에 인서트된 로우 크랭크케이스에 관한 것이다.The present invention also relates to a method of manufacturing the reinforcement for the low crankcase and a low crankcase in which the reinforcement is inserted into the journal portion of the low crankcase main body.

일반적으로, 차량 엔진 부품 중 로우 크랭크케이스는 실린더 블록의 하단에 위치하여 엔진 작동시 폭발 하중을 분산하는 역할을 하는 것으로서, 주철재인 단일 재질로 제조되는 것이 주류를 이루고 있으나, 엔진의 경량화 요구에 따라 알루미늄 또는 마그네슘 재질로 제조되는 사례가 크게 증가하고 있다. Generally, among the vehicle engine parts, the low crank case is positioned at the lower end of the cylinder block to disperse the explosion load when the engine is operating, and is mainly made of a single material made of cast iron. However, Aluminum, or magnesium.

한편, 로우 크랭크케이스 본체의 저널 부위는 엔진의 폭발 하중을 직접적으로 분산하는 역할을 하기 때문에, 저널 부위에 강성이 높은 주철재의 보강재를 삽 입하여 로우 크랭크케이스를 제조하고 있다.On the other hand, since the journal portion of the low crankcase main body directly disperses the explosion load of the engine, a reinforcing material of high stiffness is inserted into the journal portion to manufacture the low crankcase.

그런데, 종래의 로우 크랭크케이스용 보강재에 있어서는, 비중이 높은 주철재로 제조됨에 따라, 중량이 증가할 뿐만 아니라, 알루미늄 재질의 로우 크랭크케이스 본체와의 열팽창 특성 차이에 의해 로우 크랭크케이스 본체와의 접합성이 저하되어 접합면에 갭이 발생함으로써 하중 분산이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 있었다.However, in the conventional low-crankcase reinforcement, since the reinforcement is made of a high specific gravity steel, its weight is not only increased but also the bonding property with the low-crankcase main body due to the difference in thermal expansion characteristics between the aluminum crankcase body and the low- There is a problem that a load is not dispersed smoothly because a gap is generated in the joint surface.

따라서, 본 발명의 목적은 강성이 향상될 뿐만 아니라, 경량화를 도모할 수 있는 로우 크랭크케이스용 보강재를 제공하는 것이다. Therefore, it is an object of the present invention to provide a reinforcement for a low crankcase which not only has improved rigidity but also can be made lighter.

또한, 로우 크랭크케이스 본체와의 접합성이 향상되어 엔진 작동시 전달되는 하중이 균일하게 분산될 수 있는 로우 크랭크케이스용 보강재를 제공하는 것이다.The present invention also provides a reinforcing member for a low crankcase which is improved in bonding properties with the low crankcase main body and can be uniformly dispersed in the load transmitted during engine operation.

한편, 상기 로우 크랭크케이스용 보강재를 제조하는 방법 및 상기 보강재가 로우 크랭크케이스 본체의 저널 부위에 인서트된 로우 크랭크케이스를 제공하는 것이다.The present invention also provides a method of manufacturing the low crankcase reinforcement and a low crankcase in which the reinforcement is inserted into the journal portion of the low crankcase body.

상기 목적은 본 발명의 로우 크랭크케이스용 보강재 제조 방법에 따라, 14 ~ 25 wt% 실리콘(Si), 2 ~ 7 wt% 구리(Cu), 0.2 ~ 2.0 wt% 마그네슘(Mg) 및 잔량의 알루미늄(Al)으로 구성된 과공정 알루미늄 합금 조성물의 용탕을 보온로에서 소정 온도로 유지하고, 인(P)을 50 ~ 500ppm 첨가하여 소정 시간 안정화시키는 개량화 처리를 한 후, 연속 주조를 통해 환봉을 만드는 과정; 상기 환봉을 소정 길이로 절단하는 과정; 절단된 환봉을 300 ~ 400℃로 가열하여 열간 단조하는 과정에 의해 달성된다.According to a method for manufacturing a reinforcement material for a low crankcase of the present invention, the above object can be accomplished by a method of manufacturing a reinforcement material for a low crankcase, comprising the steps of: 14 to 25 wt% silicon, 2 to 7 wt% copper, 0.2 to 2.0 wt% A process for making a round bar through continuous casting after the improvement process of maintaining the melt of the over-process aluminum alloy composition at a predetermined temperature in a heating furnace, adding 50 to 500 ppm of phosphorus (P) for stabilization for a predetermined time, Cutting the round bar into a predetermined length; And heating the cut rods to 300 to 400 캜 for hot forging.

여기서, 상기 소정 온도는 700 ~ 800℃이고, 상기 소정 시간은 30 ~ 60분인 것이 바람직하다.Here, the predetermined temperature is 700 to 800 ° C., and the predetermined time is preferably 30 to 60 minutes.

또한, 상기 목적은 상기 제조 방법에 의해 제조된 로우 크랭크케이스용 보강 재에 의해 달성된다.The above object is also achieved by a reinforcing member for a low crankcase manufactured by the above-described manufacturing method.

또한, 상기 목적은 본 발명의 로우 크랭크케이스에 따라, 알루미늄 합금으로 다이캐스팅 제조된 로우 크랭크케이스 본체와; 상기 로우 크랭크케이스 본체의 저널 부위에 인서트되는 상기 보강재에 의해 달성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a low crankcase body, comprising: a low crankcase body formed by die-casting with an aluminum alloy; And the stiffener inserted in the journal portion of the low crankcase main body.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 과공정 알루미늄 합금으로 이루어져 강성이 향상될 뿐만 아니라, 경량화를 도모할 수 있는 로우 크랭크케이스용 보강재가 제공된다. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, there is provided a reinforcement for a low crankcase which is made of an over-process aluminum alloy and which can be improved in rigidity as well as light in weight.

또한, 로우 크랭크케이스 본체와의 접합성이 향상되어 엔진 작동시 전달되는 하중이 균일하게 분산될 수 있는 로우 크랭크케이스용 보강재가 제공된다.In addition, the joining property with the low crankcase main body is improved, and the load transmitted during the engine operation can be uniformly dispersed.

한편, 상기 로우 크랭크케이스용 보강재를 제조하는 방법 및 상기 보강재가 로우 크랭크케이스 본체의 저널 부위에 인서트된 로우 크랭크케이스가 제공된다.On the other hand, a method for manufacturing the reinforcement for the low crankcase and a low crankcase in which the reinforcement is inserted in the journal portion of the low crankcase body are provided.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 로우 크랭크케이스용 보강재(100, 도 2 참조)를 구성하는 조성물은 강성을 향상시키기 위해 과공정 알루미늄 합금을 기본 조성으로 하였다.The composition constituting the reinforcement 100 (see Fig. 2) for a low crankcase according to the present invention has a basic composition of an over-process aluminum alloy in order to improve rigidity.

일반적으로 알루미늄 합금은 주조성을 향상시키기 위해 실리콘(Si)을 주요 원소로 포함하는데, 이 때 실리콘(Si)의 함량에 따라 아공정(Hypo Eutectic), 공정(Eutectic), 과공정(Hyper Eutectic)으로 분류된다. 과공정 조성의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이, 응고시 실리콘(Si)이 20 ~ 50㎛ 크기로 입자 형태의 초 정(Pimary)으로 정출되어 내마모성을 향상시키는 특징이 있기 때문에 본 발명에서는 과공정 알루미늄 합금을 기본 조성으로 한 것이다.In general, the aluminum alloy contains silicon (Si) as a main element in order to improve the main composition. In this case, depending on the content of silicon (Si), the aluminum alloy may be classified into Hypo Eutectic, Eutectic, Hyper Eutectic . In the case of the process composition, as shown in FIG. 1, silicon (Si) is solidified in a pimary shape with a particle size of 20 to 50 μm during solidification to improve abrasion resistance. Process aluminum alloy as the basic composition.

여기서, 과공정 알루미늄 합금 조성물은 14 ~ 25 wt% 실리콘(Si), 2 ~ 7 wt% 구리(Cu), 0.2 ~ 2.0 wt% 마그네슘(Mg) 및 잔량의 알루미늄(Al) 등을 포함하여 이루어진다. Here, the over-process aluminum alloy composition comprises 14 to 25 wt% silicon (Si), 2 to 7 wt% copper (Cu), 0.2 to 2.0 wt% magnesium (Mg), and the balance aluminum (Al).

상기 화학 성분의 함량을 상기와 같이 한정한 이유는 아래와 같다.The reason why the content of the chemical component is limited as described above is as follows.

(1) 실리콘(Si)은 함량이 14 wt% 미만인 경우 내마모성이 저하되고 25 wt%를 초과하는 경우 내마모성은 향상되나 연속 주조시 주조성이 저하(표면터짐 발생)되므로, 14 ~ 25 wt%로 한정하였다.(1) When the content of silicon (Si) is less than 14 wt%, the abrasion resistance is deteriorated. When the content exceeds 25 wt%, the abrasion resistance is improved but the main composition is lowered (surface rupture occurs) Respectively.

(2) 구리(Cu)는 함량이 2 wt% 미만인 경우 강도가 저하되고, 7 wt%를 초과하는 경우 열전도도가 저하되므로, 2 ~ 7 wt%로 한정하였다.(2) Copper (Cu) is limited to 2 to 7 wt% because the strength is lowered when the content is less than 2 wt% and the thermal conductivity is lowered when the content is more than 7 wt%.

(3) 마그네슘(Mg)은 함량이 0.2 wt% 미만인 경우 강도가 저하되고, 2.0 wt%를 초과하는 경우 열전도가 감소될 뿐만 아니라 주물에 산화물이 많이 형성되어 열처리에 의해 신율이 저하되는 문제가 있으므로, 0.2 ~ 2.0 wt%로 한정하였다.(3) When the content of magnesium (Mg) is less than 0.2 wt%, the strength is lowered. When the content is more than 2.0 wt%, the thermal conductivity is decreased and a large amount of oxides are formed in the casting, , And 0.2 to 2.0 wt%, respectively.

상기 조성물을 사용한 로우 크랭크케이스용 보강재(100)를 제조하는 방법에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method for manufacturing the low crankcase reinforcement 100 using the above composition will be described with reference to FIG.

먼저, 상기 조성물의 용탕을 보온로에서 소정 온도로 유지하고 인(P)을 50 ~ 500ppm 첨가하여 소정 시간 안정화시키는 개량화 처리를 한 후, 연속 주조를 통해 환봉을 만든다. 이 때, 소정 온도는 700 ~ 800℃이고, 상기 소정 시간은 30 ~ 60분인 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.First, the molten metal of the above composition is maintained at a predetermined temperature in a heating furnace, and 50 to 500 ppm of phosphorus (P) is added thereto to stabilize it for a predetermined period of time, followed by continuous casting to form a round bar. At this time, the predetermined temperature is 700 to 800 ° C, and the predetermined time is more preferably 30 to 60 minutes, but is not limited thereto.

그 후, 환봉을 소정 길이로 절단한 다음, 절단된 환봉을 300 ~ 400℃로 가열하여 열간 단조함으로써 보강재(100)가 완성된다.Thereafter, the round bar is cut to a predetermined length, and then the cut round bar is heated to 300 to 400 캜 for hot forging to complete the reinforcement 100.

한편, 상기 과정에 의해 제조된 보강재(100)는 로우 크랭크케이스 본체(10)의 저널 부위에 설치됨으로써 로우 크랭크케이스(1)가 완성되는데, 그 과정은 도 3에 도시된 바와 같다.Meanwhile, the stiffener 100 manufactured by the above process is installed at the journal portion of the low crankcase body 10 to complete the low crankcase 1, as shown in FIG.

먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 보강재(100)를 서로 분리된 금형(3, 5)의 소정 위치에 고정시킨다.First, as shown in Fig. 3 (a), the stiffener 100 is fixed to predetermined positions of the molds 3 and 5 which are separated from each other.

다음, 도 3의 (b)와 같이 금형(3, 5)이 서로 맞닿도록 한 후 두 금형(3, 5) 사이에 알루미늄 합금의 용탕을 주입하여 다이캐스팅함으로써, 도 3의 (c)와 같은 로우 크랭크케이스(1)가 제조될 수 있다.Next, as shown in Fig. 3 (b), the molds 3 and 5 are brought into contact with each other. Then, a molten aluminum alloy is injected between the two dies 3 and 5, The crankcase 1 can be manufactured.

상기 과정에 의해 제조된 로우 크랭크케이스(1)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 알루미늄 합금으로 구성된 로우 크랭크케이스 본체(10)와, 로우 크랭크케이스 본체(10)의 저널 부위에 인서트된 보강재(100)로 구성된다. 이에, 로우 크랭크케이스 본체(10)와 보강재(100)가 서로 동종 재질로 이루어져 열팽창 계수 차이가 작으므로 접합성이 향상(로우 크랭크케이스 본체(10)와 보강재(100) 사이의 갭이 최소화)되므로, 엔진 작동시 전달되는 하중이 균일하게 분산될 수 있다. As shown in Fig. 4, the low crankcase 1 manufactured by the above process comprises a low crankcase body 10 made of an aluminum alloy, a reinforcing material (not shown) inserted in the journal portion of the low crankcase body 10 100). Since the low crankcase body 10 and the stiffener 100 are made of the same material and have a small difference in thermal expansion coefficient, the jointability is improved (the gap between the low crankcase body 10 and the stiffener 100 is minimized) The load transmitted during engine operation can be uniformly dispersed.

상기 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 과공정 알루미늄 합금으로 이루어져 강성이 향상될 뿐만 아니라, 경량화를 도모할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is made of an over-process aluminum alloy, so that not only the rigidity but also the weight can be reduced.

뿐만 아니라, 로우 크랭크케이스 본체(10)와 보강재(100) 사이의 접합성이 향상되어 엔진 작동시 전달되는 하중이 균일하게 분산될 수 있는 효과가 있다.In addition, the joint between the low crankcase body 10 and the stiffener 100 is improved, so that the load transmitted during engine operation can be uniformly dispersed.

도 1은 본 발명에 따른 로우 크랭크케이스용 보강재를 구성하는 과공정 알루미늄 합금 조성물의 미세조직을 나타낸 사진.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a photograph showing the microstructure of the over-process aluminum alloy composition constituting the reinforcement for a low crankcase according to the present invention. Fig.

도 2는 본 발명에 따른 로우 크랭크케이스용 보강재를 제조하는 과정을 나타낸 도면.2 is a view showing a process of manufacturing a stiffener for a low crankcase according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 로우 크랭크케이스를 제조하는 과정을 나타낸 도면.3 is a view showing a process of manufacturing a low crankcase according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 로우 크랭크케이스를 나타낸 도면.4 is a view of a low crankcase according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

1 : 로우 크랭크케이스 10 : 로우 크랭크케이스 본체1: Low crank case 10: Low crank case body

100 : 보강재100: Stiffener

Claims (4)

14 ~ 25 wt% 실리콘(Si), 2 ~ 7 wt% 구리(Cu), 0.2 ~ 2.0 wt% 마그네슘(Mg) 및 잔량의 알루미늄(Al)으로 구성된 과공정 알루미늄 합금 조성물의 용탕을 보온로에서 소정 온도로 유지하고 인(P)을 50 ~ 500ppm 첨가하여 소정 시간 안정화시키는 개량화 처리를 한 후, 연속 주조를 통해 환봉을 만드는 과정;A process for producing a molten aluminum alloy composition comprising 14 to 25 wt% of silicon (Si), 2 to 7 wt% of copper (Cu), 0.2 to 2.0 wt% of magnesium (Mg) (P) in an amount of 50 to 500 ppm to stabilize the mixture for a predetermined time, and then making a round bar through continuous casting; 상기 환봉을 소정 길이로 절단하는 과정;Cutting the round bar into a predetermined length; 절단된 환봉을 300 ~ 400℃로 가열하여 열간 단조하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 로우 크랭크케이스용 보강재 제조 방법.And heating the cut round bar to 300 to 400 占 폚 for hot forging. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 소정 온도는 700 ~ 800℃이고, 상기 소정 시간은 30 ~ 60분인 것을 특징으로 하는 로우 크랭크케이스용 보강재 제조 방법.Wherein the predetermined temperature is 700 to 800 DEG C and the predetermined time is 30 to 60 minutes. 청구항 1 또는 청구항 2의 제조 방법에 의해 제조된 로우 크랭크케이스용 보강재.A reinforcement for a low crankcase produced by the method of claim 1 or 2. 알루미늄 합금으로 다이캐스팅 제조된 로우 크랭크케이스 본체와;A low crankcase body made by die casting with an aluminum alloy; 상기 로우 크랭크케이스 본체의 저널 부위에 인서트되는 청구항 3의 보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로우 크랭크케이스.And a reinforcing member of claim 3 inserted into the journal portion of the low crankcase main body.
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