KR101909993B1 - Automotive engine cylinder block having good bonding strength and performance characteristics - Google Patents

Automotive engine cylinder block having good bonding strength and performance characteristics Download PDF

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Abstract

접합력과 동작특성이 우수한 자동차 엔진용 주조 실린더 블록이 제공된다.
본 발명은, 그 내주 면이 피스톤 링에 접하며 외주 면이 알루미늄 실린더 블록과 주조 접합 되어 있는 Fe 슬리브를 포함하는 자동차 엔진의 실린더 블록에 있어서, 상기 Fe 슬리브는, 상기 피스톤 링에 접하는 내주 면이 구상흑연주철(DCI) 조직을 가지며, 그 내부는 CV 또는 DCI 주철조직을, 그리고 상기 알루미늄 실린더 블록과 접하는 외주면은 회주철(GCI) 조직을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 주조 실린더 블록에 관한 것이다.There is provided a casting cylinder block for an automobile engine excellent in bonding strength and operating characteristics.
The present invention provides a cylinder block for an automobile engine including an Fe sleeve having an inner circumferential surface contacted with a piston ring and an outer circumferential surface cast with an aluminum cylinder block, wherein the Fe sleeve has an inner circumferential surface contacting the piston ring, Characterized in that it has a graphite cast iron (DCI) structure, the inside of which has a CV or DCI cast iron structure, and the outer circumferential surface in contact with the aluminum cylinder block has a gray iron (GCI) structure.

Description

접합력과 동작특성이 우수한 자동차 엔진용 주조 실린더 블록{Automotive engine cylinder block having good bonding strength and performance characteristics} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a casting cylinder block for an automobile engine,

본 발명은 접합력과 동작특성이 우수한 자동차 엔진용 주조 실린더 블록에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자동차 실린더 블록을 이루는 Fe 슬리브 주조 조직을 그 외주 면과 내주 면에서 다르게 제어함으로써 접합력과 동작특성이 우수한 자동차 엔진용 주조 실린더 블록에 관한 것이다.
The present invention relates to a casting cylinder block for an automobile engine having excellent bonding strength and operating characteristics, and more particularly, to a casting cylinder block for an automobile engine which is excellent in bonding strength and operating characteristics by controlling the Fe sleeve casting structure constituting an automobile cylinder block differently from its outer circumferential surface to its inner circumferential surface. To a casting cylinder block for an automobile engine.

도 1은 통상의 자동차 엔진 실린더를 보이는 단면 개략도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional automobile engine cylinder.

도 1에 나타난 바와 같이, 자동차 엔진 실린더 블록은 고온 고압을 효과적으로 수용할 수 있는 소재로 구성될 필요가 있기 때문에, 고온 내열성이 요구되고 또한 상하 왕복하는 피스톤과의 마찰을 기인하는 마모저항을 이겨낼 수 있는 고마모특성을 갖는 소재가 요구되고 있다.
As shown in Fig. 1, since the automobile engine cylinder block needs to be constituted of a material capable of effectively accommodating high temperature and high pressure, it is required to have high temperature heat resistance and to achieve a wear resistance resulting from friction with the reciprocating piston A material having high wear characteristics is required.

도 2는 자동차 엔진 실린더 블록 구조를 상세하게 보이는 단면 개략도이다.2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an automobile engine cylinder block in detail.

도 2와 같이, 자동차 실린더 블록은 알루미늄 실리더 블록의 내부면에 Fe 슬리브가 접합되어 있는 구조로서, 통상 Fe 슬리브는 주조철 슬리브(Cast iron sleeve)로 되어 있다.As shown in Fig. 2, the automobile cylinder block has a structure in which an Fe sleeve is bonded to the inner surface of an aluminum cylinder block. Usually, the Fe sleeve is a cast iron sleeve.

따라서 도면과 같이, 상기 주조철 슬리브(30)는 그 내주 면이 상하 왕복하는 피스톤의 피스톤링(10)에 접하고, 그 외주면은 상기 알루미늄 실린더 블록(50)과 접합 되어 있다. 그런데 전술한 바와 같이, 피스톤링(10)과 접하는 Fe 슬리브(30)의 내주면은 엔진 오일에 대한 리저버(reservoir) 특성과 내마모특성이 우수할 것이 요구되며, 반면에 실리더 블록(50)과 접하는 외주면은 알루미늄 블록과 우수한 접합강도를 가질 것이 요구된다. 나아가, Fe 슬리브(30)는 엔진의 내부에서 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있는 방열특성이 또한 요구된다. Therefore, as shown in the figure, the main steel fitting sleeve 30 is in contact with the piston ring 10 of the piston whose inner circumferential surface reciprocates vertically, and its outer circumferential surface is joined to the aluminum cylinder block 50. As described above, the inner circumferential surface of the Fe sleeve 30 in contact with the piston ring 10 is required to have excellent reservoir characteristics and wear resistance characteristics for the engine oil, The outer circumferential surface to be contacted is required to have excellent bonding strength with the aluminum block. Further, the Fe sleeve 30 is also required to have a heat dissipation characteristic capable of effectively dissipating the heat generated inside the engine to the outside.

그러므로 상술한 제반요건을 충족할 수 있는 자동차 엔진용 알루미늄 실리더 불록에 대한 제조기술 개발에 대한 요구가 대두 되고 있다.
Therefore, there is a growing demand for development of manufacturing technology for an aluminum cylinder block for an automobile engine that can satisfy all the above requirements.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실린더블록을 이루는 Fe 슬리브의 내주 면과 외주 면의 주철조직을 다르게 제어함으로써 접합 계면결합력이 우수할 뿐만 아니라 계면열전달이 향상되어 방열 특성도 우수한 자동차 엔진용 주조 실린더 블록을 제공함을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a cylinder block in which an iron- It is an object of the present invention to provide a casting cylinder block for an automobile engine which is excellent in heat dissipation characteristics.

또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
Further, the technical problems to be solved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems which are not mentioned can be understood from the following description in order to clearly understand those skilled in the art to which the present invention belongs .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

그 내주 면이 피스톤 링에 접하며 외주 면이 알루미늄 실린더 블록과 주조 접합 되어 있는 Fe 슬리브를 포함하는 자동차 엔진의 실린더 블록에 있어서,And an Fe sleeve having an inner circumferential surface in contact with the piston ring and an outer circumferential surface in casting connection with the aluminum cylinder block,

상기 Fe 슬리브는,The Fe sleeve,

상기 피스톤 링에 접하는 내주 면이 구상흑연주철(DCI) 조직을 가지며, 그 내부는 CV 또는 DCI 주철조직을, 그리고 상기 알루미늄 실린더 블록과 접하는 외주 면은 회주철(GCI) 조직을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 주조 실린더 블록에 관한 것이다.
Characterized in that the inner circumferential surface in contact with the piston ring has a spheroidal graphite cast iron (DCI) structure, the inside of which has CV or DCI cast iron structure, and the outer circumferential surface in contact with the aluminum cylinder block has a gray iron (GCI) To a casting cylinder block for an engine.

상기 Fe 슬리브의 내주 면과 외주 면의 주철 조직은 그 표면의 그라파이트가 탈착된 것임이 바람직하다.
And the cast iron structure of the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the Fe sleeve is desirably graphite on the surface thereof.

상기 외주면의 주철 조직은 그 표면의 그라파이트 탈착 깊이가 5~200㎛인 것이 바람직하다.
It is preferable that the graphite structure of the outer circumferential surface has a graphite desorption depth of 5 to 200 mu m on its surface.

본 발명에서는 상술한 바와 같이 피스톤 링과 접하는 Fe 슬리브의 내주 면의 주철조직을 구상흑연주철(DCI) 조직으로 하고 표면부의 흑연립은 탈착함으로써 높은 엔진 오일의 보유 능력을 가질 뿐만 아니라 우수한 내마모 특성을 가질 수 있다. In the present invention, as described above, the cast iron structure of the inner peripheral surface of the Fe sleeve in contact with the piston ring is made of the spheroidal graphite cast iron (DCI) structure and the black allied portion of the surface portion is detached, Lt; / RTI >

또한 그 외주 면을 회주철(GCI) 조직으로 하고 표면부의 흑연립을 탈착함으로써 함으로써 비표면적이 큰 Groove가 형성되어 알루미늄 용탕과의 계면 젖음성 및 반응성을 향수시킬 수 있어 알루미늄 실린더 블록 바디와의 접합강도를 제고할 수 있다. In addition, by forming the outer peripheral surface of the outer peripheral surface of the gristle iron (GCI) structure and detaching the black allied portion of the surface portion, grooves having a large specific surface area can be formed to improve interfacial wettability and reactivity with the aluminum melt. Can be improved.

아울러, 상기 회주철(GCI) 주철조직을 접합 계면 조직으로 활용함으로써 계면 열전달 특성을 개선하여 엔진 내부에서 외부로의 열 배출을 용이하게 함으로써 Fe 슬리브의 방열특성을 제고할 수 있다.
In addition, by using the gray cast iron (GCI) cast iron structure as the bonded interface structure, the interfacial heat transfer characteristic is improved, and the heat dissipation from the inside to the outside of the engine is facilitated, so that the heat dissipation property of the Fe sleeve can be improved.

도 1은 통상의 엔진 실린더를 보여주는 개략 단면도이다.
도 2는 통상의 엔진 실린더 블록에서 실린더 블록을 이루는 Fe 슬리브를 보여주는 단면도이다.
도 3은 통상의 제조방법으로 제조된 엔진 실린더 블록에 대한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 경사 주철조직을 갖는 Fe 슬리브를 모식적으로 나타낸 그림이다. 1 is a schematic sectional view showing a conventional engine cylinder.
2 is a cross-sectional view showing an Fe sleeve constituting a cylinder block in a conventional engine cylinder block.
3 is a photograph of an engine cylinder block manufactured by a conventional manufacturing method.
4 is a view schematically showing an Fe sleeve having an oblique cast iron structure according to the present invention.

이하, 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명은, 그 내주 면이 피스톤 링에 접하며 외주 면이 알루미늄 실린더 블록과 주조 접합되어 있는 Fe 슬리브를 포함하는 자동차 엔진의 실린더 블록에 있어서, 상기 Fe 슬리브는, 상기 피스톤 링에 접하는 내주 면이 구상흑연주철(DCI) 조직을 가지며, 그 내부는 CV 또는 DCI 주철조직을, 그리고 상기 알루미늄 실린더 블록과 접하는 외주 면은 회주철(GCI) 조직을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 주조 실린더 블록에 관한 것이다.
The present invention provides a cylinder block for an automobile engine including an Fe sleeve having an inner circumferential surface contacted with a piston ring and an outer circumferential surface cast with an aluminum cylinder block, wherein the Fe sleeve has an inner circumferential surface contacting the piston ring, Characterized in that it has a graphite cast iron (DCI) structure in which the CV or DCI cast iron structure and the outer circumferential surface in contact with the aluminum cylinder block have a gray iron (GCI) structure.

도 3은 통상의 제조방법으로 제조된 엔진 실린더 블록에 대한 사진이다. 3 is a photograph of an engine cylinder block manufactured by a conventional manufacturing method.

그리고 도 4는 본 발명에 따른 경사 주철조직을 갖는 Fe 슬리브를 모식적으로 나타낸 그림이다. And FIG. 4 is a view schematically showing an Fe sleeve having an oblique cast iron structure according to the present invention.

도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진 실리더 블록을 이루는 Fe 슬리브는 내부에서 외부로 감에 따라 그 주철조직이 변화하는 경사 주철조직을 가짐을 특징으로 한다. As shown in FIG. 4, the Fe sleeve constituting the engine cylinder block according to the present invention is characterized in that the iron sleeve has an inclined cast iron structure in which the cast iron structure changes as it goes from the inside to the outside.

통상적으로, 자동차 엔진용 실린더 블록은 알루미늄 실린더 블록의 내주 면에 상하로 왕복 운동하는 피스톤의 피스톤 링과 접하도록 구성된 Fe 슬리브를 포함하여 구성된다. Typically, the cylinder block for an automobile engine comprises an Fe sleeve configured to contact a piston ring of a piston reciprocating up and down on an inner circumferential surface of an aluminum cylinder block.

여기에서, 상기 Fe 슬리브(130)는 그 내주 면이 피스톤 링(110)과 접하도록 이루어져 있다. 그리고 상기 Fe 슬리브(130)의 외주 면은 알루미늄 실리더 블록(150)과 주조 접합 되어 있다. Here, the inner circumferential surface of the Fe sleeve 130 is in contact with the piston ring 110. The outer circumferential surface of the Fe sleeve 130 is cast-bonded to the aluminum cylinder block 150.

본 발명에서는 이러한 알루미늄 실린더 블록과 Fe 슬리브로 이루어진 자동차 엔진의 실린더 블록에 있어서, 상기 Fe 슬리브(130)의 내주 면(130a)과 외주 면(130c)에서의 계면 주조 조직을 소정으로 제어하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, in the cylinder block of an automobile engine composed of the aluminum cylinder block and the Fe sleeve, the interfacial casting structure at the inner circumferential face 130a and the outer circumferential face 130c of the Fe sleeve 130 is controlled to a predetermined degree .

구체적으로, 도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 피스톤 링(110)과 접하는 Fe 슬리브(130)의 내주 면(130a)의 주조 조직이 구상흑연주철(DCI) 조직을 가질 것이 요구된다. 이러한 구상흑연(DCI) 주철조직을 가짐으로써 보다 우수한 내마모저항 특성을 나타낼 수 있다. 또한 이러한 구상흑연(DCI) 주철 조직이 그 표면에 그라파이트 탈착으로 수많은 반구형 등의 홈을 형성하므로, 상기 홈 내부에 피스톤 링(110)의 윤활에 필요한 엔진 오일을 보유하는 기능을 할 수도 있다. 4, it is required that the casting structure of the inner peripheral surface 130a of the Fe sleeve 130 contacting the piston ring 110 has a spheroidal graphite cast iron (DCI) structure. By having such a ductile iron (DCI) cast structure, it is possible to exhibit more excellent resistance to abrasion resistance. In addition, since this spheroidal graphite (DCI) cast iron structure forms a large number of hemispherical grooves by graphite desorption on the surface thereof, it may function to retain the engine oil necessary for lubrication of the piston ring 110 in the groove.

즉, 본원발명에서 Fe 슬리브(130)의 내주 면(130b)의 주조 조직은 내마모저항 특성 뿐만 아니라 윤활 특성을 고려하여 구상흑연주철(DCI)로 하는 것이다.
That is, in the present invention, the casting structure of the inner circumferential surface 130b of the Fe sleeve 130 is made of spheroidal graphite cast iron (DCI) in consideration of the wear resistance characteristics as well as the lubrication characteristics.

한편 본 발명의 Fe 슬리브(130)은 그 내주 면(130a)에서 외주 면(130c)으로 진행함에 따라 그 중심부(130b)의 Fe 슬리브는 CV 또는 DCO 주철조직을 가지는데, 이는 소망하는 소재의 강도를 부여하기 위함이다. Meanwhile, as the Fe sleeve 130 of the present invention progresses from the inner circumferential surface 130a to the outer circumferential surface 130c, the Fe sleeve at the center portion 130b has the CV or DCO cast iron structure, .

그리고 본 발명의 Fe 슬리브(130)는 알루미늄 실리더 블록(150)과 주조 접합 되는 외주 면(130c)에서의 주철 조직을 회주철(GCI) 조직으로 함을 특징으로 한다. 이와 같이 그 외주 면(130c)에 회주철(GCI) 조직을 형성함으로써 알루미늄 실린더 블록(150)과의 주조접합시 접합강도를 제고할 할 수 있다. 아울러, 소재의 우수한 방열 특성을 제공할 수 있다.
The Fe sleeve 130 of the present invention is characterized in that the cast iron structure on the outer circumferential surface 130c to be cast-bonded to the aluminum cylinder block 150 is made of gray iron (GCI) structure. By forming a gray iron (GCI) structure on the outer circumferential surface 130c as described above, it is possible to enhance the bonding strength at the time of casting with the aluminum cylinder block 150. [ In addition, excellent heat dissipation characteristics of the material can be provided.

또한 본 발명에서는 상기 Fe 슬리브의 내주 면의 주철조직은 그러파이트 탈착되는 것이 바람직며, 이러한 탈착으로 구상흑연(DCI) 주철 조직의 표면에 형성된 수많은 반구형 등의 홈들의 내부에 피스톤 링(110)의 윤활에 필요한 엔진 오일을 보유하는 기능을 할 수 있어, 윤활특성을 제고할 수 있다. In addition, in the present invention, it is preferable that the cast iron structure of the inner circumferential surface of the Fe sleeve is desulfite. By this desorption, a plurality of hemispherical grooves formed on the surface of the spheroidal graphite (DCI) It is possible to retain the engine oil necessary for lubrication and to improve the lubrication characteristics.

그리고 상기 Fe 슬리브의 외주 면의 회주철(GCL) 조직 또한 그 표면의 그라파이트가 탈착된 것임이 바람직하며, 이러한 그라파이트 탈착으로 인하여 주조접합 공정시 알루미늄 용탕과의 젖음성 개선 및 그에 따른 계면반응성을 향상시켜 소망하는 접합강도와 계면열전달 특성 등을 얻을 수 있다. 이러한 그라파이트 탈착으로 상기 외주면의 주철 조직은 그 표면의 그라파이트 탈착 깊이가 5~200㎛ 범위로 형성될 수 있다.In addition, it is preferable that graphite structure on the outer circumferential surface of the Fe sleeve and the graphite on the surface thereof are desorbed. Due to such graphite desorption, improvement of wettability with aluminum melt and improvement of interfacial reactivity during the casting joining process, Bonding strength and interfacial heat transfer characteristics can be obtained. With this graphite desorption, the graphite structure of the peripheral surface of the outer circumferential surface can be formed with a graphite desorption depth in the range of 5 to 200 mu m.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 자동차 엔진 실린더 블록을 이루는 Fe 슬리브를 주철 조직을 그 내주 면에서 외주 면으로 가면서 변화를 보이는 경사조직으로 함으로써 접합강도와 동작 특성이 우수한 실린더 블록을 제공할 수 있는 것이다.
As described above, according to the present invention, the Fe sleeve constituting the automobile engine cylinder block can be provided with a cylinder block excellent in joint strength and operating characteristics by making the cast iron structure into a tapered structure changing from the inner circumference to the outer circumference of the iron sleeve .

다음으로, 본 발명의 실린더 블록의 제조방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing the cylinder block of the present invention will be described.

먼저, 본 발명에서는 주조재인 주철 주강재인 Fe 슬리브 코어재를 마련한다. 본 발명은 이러한 주철 주강재인 Fe계 코어재의 특정 조성에 제한되지 않으며, 다양한 성분범위의 Fe계 소재를 이용할 수 있다.First, in the present invention, a Fe sleeve core material, which is a cast iron cast steel material, is provided. The present invention is not limited to the specific composition of the Fe-based core material, which is the cast iron cast steel, and Fe-based materials having various composition ranges can be used.

본 발명에서 이러한 주철 주강 재료를 코어재료로 이용하는 것은 다양한 형상의 제품으로 주조 가능한 이점이 있기 때문이다. The use of such a cast steel casting material as a core material in the present invention is advantageous in that it can be cast into various shapes of products.

한편 Fe 주철 슬리브를 Fe-Al 용융접합 코어재로 이용할 경우, 용융접합시 Fe와 Al의 접합성이 문제된다. 본 발명자들은 상기 접합성을 개선하여 전체적으로 접합강도가 우수한 Fe-Al 이종금속재를 제조하기 위해서는 코어재로 이용된 Fe 주철 슬리브의 내부조직과 외부 조직을 달리하는 것이 유익함은 전술한 바와 같다. On the other hand, when the Fe cast iron sleeve is used as the Fe-Al fusion bonding core material, the bonding property between Fe and Al is problematic in the fusion bonding. The inventors of the present invention have described above that it is advantageous to differentiate the internal structure and the external structure of the Fe cast iron sleeve used as the core material to produce the Fe-Al dissimilar metal material having excellent bonding strength as a whole by improving the bonding property.

구체적으로, 본 발명에서는 그 내주 면은 DCI주철(구상흑연주철)조직, 그 내부는 CV 주철[버미큘라(vermicular) 흑연주철] 또는 DCI 주철, 그리고 그 외주 면은 GCI 주철(회주철)조직을 갖는 코어재인 주철 주강재를 마련한다. 상기 주철 주강재의 외주 면이 GCI 주철조직인 경우가 DCI주철조직이나 CV주철조직에 비하여 그라파이트 탈착인 용이하고, 또한 후속하는 용융접합공정에서 우수한 젖음성을 나타내어 전체적으로 접합강도가 우수하다. 즉, 주철 주강재의 내주 면은 DCI 주철조직으로 하면 소재의 내마모 특성을 확보하고, 그 내부는 CV 또는 DCI 주철조직으로 하여 전체적인 소재의 강도를 확보하면서 주철 주강재의 외주 면은 GCI 주철조직으로 함으로써 접합강도및 방열특성을 개선할 수 있는 것이다. Specifically, in the present invention, the inner circumferential surface has a structure of DCI cast iron (spheroidal graphite iron), the inside thereof is CV cast iron (vermicular graphite cast iron) or DCI cast iron and the outer circumference has GCI cast iron Provide cast iron main steel which is core material. The outer circumferential surface of the cast steel main body is a GCI cast iron structure, which is easier to graphite desorption than a DCI cast iron structure or a CV cast iron structure, and exhibits excellent wettability in a subsequent melt bonding process, and thus has excellent bonding strength as a whole. In other words, when the inner circumferential surface of the cast iron main material is made of DCI cast iron structure, the abrasion resistance of the material is secured and the inside thereof is made of CV or DCI cast iron structure to secure the strength of the whole material. The bonding strength and the heat radiation characteristics can be improved.

본 발명은 이러한 주철 주강재인 Fe 주철 슬리브의 외주 면 조직을 GCI 주철로, 그리고 그 내주면의 주철조직을 DCI주철(구상흑연주철)조직로 하는 구체적인 방법에 제한되는 것은 아니며, 그 일예로 외주면의 경우 주조시 주형 벽면에 구상화처리 저해원소를 도포하는 방법을 들 수도 있다.
The present invention is not limited to the concrete method of using the GCI cast iron as the outer circumferential surface texture of the Fe cast iron sleeve as the cast iron cast steel and the DCI cast iron (spheroidal graphite cast iron) as the cast iron structure on the inner circumferential surface thereof. And a method of applying a sphering treatment inhibiting element to the mold wall surface during casting.

그리고 본 발명에서는 상기와 같이 주철 주강재의 계면 조직이 제어된 Fe계 코어재에 부착된 그라파이트, 탄소계 물질 등 구리와 젖음성을 악화시키는 이물질을 탈착시킨다. 통상 용융접합공정에 있어서 주철 주강재인 Fe 슬리브의 외주 면의 그라파이트는 용융접합시 젖음성을 악화시키고, 이에 따라 최종 접합된 제품의 접합강도를 떨어뜨린다. 따라서 본 발명에서는 이를 고려하여, 상기 Fe계 코어재인 Fe 슬리브의 외주 면에 부착된 GCI 주철 조직에서 그라파이트를 탈착시킨다. In the present invention, graphite or carbon-based material attached to the Fe-based core material having controlled interfacial structure of the cast iron main material as described above is desorbed from copper and foreign matter which deteriorates wettability. The graphite on the outer circumferential surface of the Fe sleeve, which is the cast iron casting material in the ordinary fusing step, deteriorates the wettability in the fusion bonding, thereby lowering the bonding strength of the final bonded product. Accordingly, in the present invention, the graphite is desorbed from the GCI cast iron structure attached to the outer circumferential surface of the Fe sleeve, which is the Fe-based core material, in consideration of this.

그리고 상기 Fe 슬리브의 내주 면에 부착된 DCI 주철 조직에서 그라파이트도 탈착시킨다.
The graphite is also desorbed in the DCI cast iron structure attached to the inner circumferential surface of the Fe sleeve.

본 발명에서는 상기 그라파이트의 탈착방법으로 습식법이나 건식법을 활용할 수 있다. In the present invention, a wet method or a dry method may be used as the desorption method of the graphite.

상기 습식법은 전도성의 염욕중에서, Fe 슬리브인 주철 주강재를 양극으로 하여 전해 탈지보다 높은 전류를 걸어줌으로써 주철 주강재 표면에 강한 산화반응을 유발시켜 표면에 존재하는 그라파이트를 탈착하여 제거하는 방법인 것이 바람직하다 The wet method is a method of desorbing and removing graphite present on the surface by causing a strong oxidation reaction on the surface of the cast steel main body by applying a current higher than electrolytic degreasing by using a cast iron main material which is an Fe sleeve as an anode in a conductive salt bath desirable

또한 선택적으로 상기 염욕 내에 계면활성제를 첨가할 경우 계면활성제의 친유성과 친수성의 효과로 그라파이트 제거 효과가 증가하게 된다.In addition, when the surfactant is selectively added to the salt bath, the effect of removing the graphite is increased due to the lipophilic property and the hydrophilic property of the surfactant.

또한 전기를 걸어줄 시 전류밀도는 제품 면적당 50A/dm이상으로 기존의 전해탈지 공정보다는 상당히 높게 설정함이 좋다. 50A/dm 보다 작으면 산화반응의 속도가 낮아 그라파이트의 제거가 늦게 일어나며, 50A/dm 보다 크면 그라파이트 탈착반응이 활발하고 표면조도도 증가하여 Al-Fe 계면 간의 기계적 결합력도 증가시키는 효과가 있기 때문이다. Also, it is better to set the current density to be higher than the existing electrolytic degreasing process by more than 50A / dm per product area. If it is less than 50 A / dm, the rate of oxidation reaction is low and the removal of graphite occurs late. If it is larger than 50 A / dm, the graphite desorption reaction becomes active and the surface roughness increases and the mechanical bonding force between the Al- .

상기 건식법은 열처리로에서 수소, 질소, 수증기의 혼합가스비, 반응 온도 및 시간 등을 적절히 조절하여 주철 주강재 표면의 그라파이트를 제거할 수 있는 방법을 들 수 있다. The dry method is a method of removing graphite on the surface of the cast steel main body by appropriately adjusting the mixed gas ratio of hydrogen, nitrogen, and steam in the heat treatment furnace, the reaction temperature, and the time.

상세하게 설명하면, 질소와 수소의 비가 적절히 혼합된 혼합가스를 만들어 온도가 일정하게 유지되는 수증기 중에 주입하여 포화수증기를 형성한 후, 이를 일정하게 온도가 유지되고 있는 반응로 중에 주입함으로써 수소와 수증기의 혼합가스가 주철 주강재 표면의 그라파이트와 화학반응시켜 이산화탄소, 메탄가스 등 일종의 가스형태로 빠져나가게 된다. In detail, a mixed gas in which a ratio of nitrogen and hydrogen is appropriately mixed is injected into water vapor which is maintained at a constant temperature to form saturated water vapor, which is then injected into a reactor maintained at a constant temperature, Is chemically reacted with the graphite on the surface of the cast steel main body to escape into a gas form such as carbon dioxide or methane gas.

본 발명에서는 상기 습식법이나 건식법을 이용하여 그라파이트 제거 표면처리 공정을 진행한 후, 용융접합 주조시 이종소재 간 젖음성을 더욱 향상시키기 위해서 주철 주강 코어재인 Fe 주철 슬리브의 표면처리를 추가로 진행할 수도 있다. In the present invention, surface treatment of the Fe cast iron sleeve, which is a cast iron core, may be further performed to further improve the wettability between the different materials in the melt-bonding casting after the graphite removal surface treatment step is performed using the wet method or the dry method.

후속하여 본 발명에서는 상기 그라파이트 탈착된 Fe 슬리브 주철 주강재를 주형 내부에 배치한 후, 그 주형에 용융 Al을 주입함으로써 코어재인 Fe 주철 슬리브의 외주 면과 기지재인 Al을 용융접합시킨다. Subsequently, in the present invention, the graphite-desorbed Fe-sleeve cast iron main steel is placed inside the mold, and molten Al is injected into the mold to melt-bond the outer circumferential face of the Fe cast iron sleeve as a core and Al as a matrix.

이러한 용융접합의 결과로 코어재인 Fe 슬리브의 외주 면과 기지재인 Al은 서로 용융 접합되어 알루미늄 실린더 블록을 이룰 수 있다. As a result of this fusion bonding, the outer circumferential surface of the Fe sleeve, which is the core material, and Al, which is a known material, can be fusion bonded to each other to form an aluminum cylinder block.

이때 본 발명에서는 상기 Al 주입온도를 700~800℃범위로 함이 바람직하다. 만일 그 온도가 700℃ 미만이면 용융점 근처로 가기 때문에 완전한 용융상태가 아닌 슬러리가 될 확률이 있으며 주조성 또한 나빠지게 되며, 800℃를 초과하면 가스(수소)가 용탕 상태에서 많이 고용되면서 주조후 기공이 생길 확률이 높아져 물성이 떨어질 확률이 높기 때문이다.
In the present invention, the Al injection temperature is preferably in the range of 700 to 800 ° C. If the temperature is lower than 700 ° C., the slurry is likely to become a slurry rather than a complete molten state because the molten state is near the melting point. If the temperature exceeds 800 ° C., hydrogen (gas) The probability of occurrence is high and the probability of property deterioration is high.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of course, this is possible. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the following claims as well as equivalents thereof

Claims (3)

그 내주 면이 피스톤 링에 접하며 외주 면이 알루미늄 실린더 블록과 주조 접합 되어 있는 Fe 슬리브를 포함하는 자동차 엔진의 실린더 블록에 있어서,
상기 Fe 슬리브는,
상기 피스톤 링에 접하는 내주 면이 구상흑연주철(DCI) 조직을 가지며, 그 내부는 CV 또는 DCI 주철조직을, 그리고 상기 알루미늄 실린더 블록과 접하는 외주면은 회주철(GCI) 조직을 가지며, 그리고
상기 Fe 슬리브의 내주 면과 외주 면의 주철 조직은 그 표면의 그라파이트가 탈착된 것임을 특징으로 하는 자동차 엔진용 주조 실린더 블록.
And an Fe sleeve having an inner circumferential surface in contact with the piston ring and an outer circumferential surface in casting connection with the aluminum cylinder block,
The Fe sleeve,
Wherein the inner circumferential surface in contact with the piston ring has a spheroidal graphite cast iron (DCI) structure, the CV or DCI cast iron structure inside thereof, and the outer circumferential surface in contact with the aluminum cylinder block has a gray iron (GCI)
Wherein the cast iron structure of the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the Fe sleeve is formed by removing graphite on the surface of the cast iron cylinder.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 외주면의 주철 조직은 그 표면의 그라파이트 탈착 깊이가 5~200㎛인 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 주조 실린더 블록.The casting cylinder block for an automobile engine according to claim 1, wherein the cast iron structure of the outer circumferential surface has a graphite desorption depth of 5 to 200 μm on its surface.
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