KR101912529B1 - 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이 - Google Patents

소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고진공 열처리로 등에서 열처리 대상제품을 안치(安置)시키기 위해 사용되는 열처리용 트레이에 관한 것으로, 열처리 중 발생되는 소착(burning)을 방지하기 위해 일면에 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이에 관한 것이다.

Description

소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이{HEAT TREATMENT HAVING A MINUTE SURFACE BUMP FOR BURNING PREVENTION}
본 발명은 고진공 열처리로 등에서 열처리 대상제품을 안치(安置)시키기 위해 사용되는 열처리용 트레이에 관한 것으로, 열처리 중 발생되는 소착(burning)을 방지하기 위해 일면에 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이에 관한 것이다.
진공열처리란, 강 등의 금속재료를 진공상태에서 가열 및/또는 냉각하여 그 성질을 조절한다. 이러한 진공열처리시 열처리 대상제품은 트레이(tray)라는 구조물 위에 안치되어 진공로 내부로 장입하며, 상기 트레이는 고온에 견딜 수 있도록 크롬(Cr)이 주 원료로 된 특수 소재를 사용한다.
이러한 크롬(Cr)은 통상의 대기압 상태에서는 대략 1907℃의 온도에서 녹지만, 진공 상태가 되면 10- 2torr ~ 10- 6torr까지 낮아지게 된다.
이에 따라, 크롬(Cr)의 녹는점이 낮아지게 되어 대략적으로 900~1000℃의 온도에서 녹기 시작하는데, 이 경우, 열처리 가공 중에 진공로 내부에서 크롬(Cr)이 비산되어 열처리 대상제품의 표면에 증착된 후, 이 열처리 대상제품이 냉각되는 과정에서 상기 열처리 대상제품의 표면에 완전히 눌러붙게되거나, 혹은 열처리 대상제품이 트레이와 달라붙게 만든다. 이러한 경우, 보통은 외력을 가하여 분리작업을 수행하는데, 이 외력에 의해 열처리 대상제품의 파손과 변형이 일어나 품질에 문제가 발생되기도 한다.
따라서, 본 출원인은 트레이와 열처리 대상제품의 닿는 면적을 최소화하는 한편, 열처리 대상제품의 하중을 트레이가 분산시킬 수 있도록, 미세표면돌기를 트레이의 표면에 형성함으로써, 상술된 문제점을 해소하고자 한다.
그러나, 상기의 경우 주의해야할 사항이 있다.
이는 트레이가 고진공 열처리로(진공로)에서 열처리 공정에 사용되는 것이기 때문에, 수치의 최적화 없이 미세표면돌기를 설계하는 경우, 열처리 대상제품의 하중과 고온의 열로 인해 미세표면돌기가 쉽게 파손될 수도 있고, 또 복수 개 배열되는 미세표면돌기 중 어느 하나가 고온의 열로 인해 휘어짐에 따라, 이와 인접한 다른 미세표면돌기와 달라붙거나 융합되는 문제점들이 있다.
또한, 트레이 등의 조성물 자체를 변경하는 것이 아니기 때문에, 지속적인 사용으로 인해 미세표면 돌기가 파손될 수도 있는데, 이 경우 미세표면돌기는 한번에 전체가 파손되는 것이 아니라, 부분적으로 순차적으로 파손되고 또한 파손되는 범위 역시 다양할 수 있다. 이때 미세표면돌기가 파손되었다고 하여 트레이 자체를 변경하는 것은 실질적으로 무리이며, 그렇다고 미세표면돌기가 파손된 채로 사용하는 것은 열처리 대상제품의 품질에 악영향을 미칠 가능성이 크다.
따라서, 미세표면돌기의 파손에 대처할 수 있는 기술도 필요하다.
관련된 기술로서, 공개특허공보 제10-2011-0071300호에는 기판처리장치 및 그에 사용되는 트레이가 기재되어 있다.
상기 기술은, 기판처리장치 및 그에 사용되는 트레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착공정 등의 기판처리를 수행하는 기판처리시스템 및 그에 사용되는 트레이에 관한 것이다.
이러한 상기 기술은, 밀폐된 처리공간을 형성하는 진공챔버와; 상기 진공챔버 내부에 설치되어 복수 개의 기판들이 적재되는 트레이를 지지하는 트레이지지부와; 상기 진공챔버의 상부에 설치되어 상기 처리공간으로 가스를 분사하는 가스공급부를 포함하는 기판처리장치로서, 상기 트레이는 흑연 재질 또는 석영재질을 가지며 전체 형상이 직사각형을 이루는 하나 이상의 플레이트를 포함한다.
다만, 상기 기술은 고진공 열처리로 등과 같이 열처리 공정에 사용되는 트레이가 아닐 뿐더러, 본 출원인이 제안하고자 하는 미세표면돌기에 대응될 수 있는 구성도 구비되어 있지 않다.
한편, 열처리 공정에 사용되는 트레이에 관련된 기술로서, 등록특허공보 제10-0198707호에는 열처리용 가열로의 트레이가 기재되어 있다.
상기 기술은, 열을 가열로 내에 고르게 분포시켜 열손실을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 이 열에 의해 가열되는 피가열체(50)를 균일하게 가열시킬 수 있도록 한 열처리용 가열로의 트레이를 제공하기 위한 것으로 그 상부가 격자 형성된 트레이베이스(2)와 ; 스토퍼에 의해 상기 트레이베이스(2)로부터의 슬라이딩이 불가능한 상태하에서 상기 트레이베이스(2)에 놓여지는 고정구(12)와 ; 결합수단에 의해 그 하부가 부분결합 되는 상태하에서 상기 고정구(12)에 놓여지며, 다수의 피가열체(50)가 서로 이격 상태로 안착되는 다수의 스페이서(32)를 포함한다.
그러나 상기 기술은, 열을 피가열체에 균일하게 가열할 수 있도록 하는 것일 뿐, 열처리 대상제품(피가열체)과 트레이 간의 눌러붙음을 방지하거나, 크롬(Cr)의 비산을 방지하고자 하는 목적에 대응되지 않는다.
공개특허공보 제10-2011-0071300호(2011.06.29.) 등록특허공보 제10-0198707호(1999.06.15. 공고)
본 발명의 목적은, 고진공 열처리로 등에서 열처리 대상제품을 안치(安置)시키기 위해 사용되는 열처리용 트레이에 관한 것으로, 열처리 중 발생되는 소착(burning)을 방지하기 위해 일면에 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이는,
고진공 열처리로에 사용되는 열처리용 트레이에 있어서, 상기 열처리용 트레이는 열처리 대상제품이 올려지는 일면에 복수 개의 미세표면돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 미세표면돌기는 총 높이(h, high) 3~5mm, 폭(w, width) 1.8~2.2mm 및 미세표면돌기 간의 간격(g, gap) 2mm가 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미세표면돌기가 파손된 경우, 스터드 용접을 이용하여 미세표면돌기를 재형성하는 것을 특징으로 한다.
일예로, 상기 미세표면돌기를 재형성하는 것은 파손된 면적이 일정범위 이상인지를 판단한 뒤, 일정범위 이상이면 미세표면돌기 전부를 연마한 후, 스터드 용접을 이용하여 열처리용 트레이 일면에 미세표면돌기를 전부 재형성하는 것을 특징으로 한다.
다른 일예로, 상기 미세표면돌기를 재형성하는 것은 파손된 면적이 일정범위 이상인지를 판단한 뒤, 일정범위 미만이면 파손된 미세표면돌기만 연마한 후, 연마된 영역에 해당되는 미세표면돌기를 준비하여, 스터드 용접을 이용하여 연마된 영역에 준비된 미세표면돌기를 재형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이에 의하면, 열처리 대상제품을 열처리용 트레이에 안치하여 고진공 열처리로에서 열처리를 수행하는 경우, 종래 열처리 대상제품과 열처리용 트레이가 눌러붙는 것을 미세표면돌기에 의해 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 미세표면돌기의 최적의 수치를 제안함으로써, 파손률을 감소시키고, 파손되더라도, 복수개가 미세하여 배열된 미세표면돌기 간에 달라붙어 연쇄적인 파손을 발생시키는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 미세표면돌기를 사용함에 있어서, 지속적인 사용에 따라 파손되는 미세표면돌기의 부위가 발생되어도, 해당 영역 또는 미세표면돌기 전체를 연마하여 다시 재형성할 수 있는 기술을 제안함으로서, 트레이의 재사용을 가능하게 하여 원가절감을 이루고, 미세표면돌기의 보수를 위한 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이의 미세표면돌기를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이의 미세표면돌기 중에서 파손된 면적에 따라 상기 미세표면돌기를 연마시키는 것을 나타낸 것으로, 전체 연마시키는 것(a)과 부분 연마시키는 것(b)을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이의 미세표면돌기를 연마시키고 연마된 부분에 미세표면돌기를 재형성하는 과정을 나타낸 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 고진공 열처리로 등에서 열처리 대상제품을 안치(安置)시키기 위해 사용되는 열처리용 트레이에 관한 것으로, 열처리 중 발생되는 소착(burning)을 방지하기 위해 일면에 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이를 개략적으로 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 1에 따르면, 본 발명은 다수의 관통홈이 형성된 트레이로서, 열처리 대상제품이 올려지는 일면에 복수 개의 미세표면돌기가 형성된다.
다만, 상기 미세표면돌기는, 트레이에 형성된 다수의 관통홈을 제외한 일면에만 형성되며, 상기 관통홈은 첨부된 도면에서는 사각의 형태로 도시하고 있으나, 이는 트레이 자체의 중량을 감소시키고, 열처리 과정 중, 고온의 열이 열처리 대상제품의 전체 면에 골고루 전달되기 위한 것이므로, 상기 사각의 형태 외에도 삼각, 다각, 원형 등 다양한 형태로일 수도 있다.
아울러, 관통홈은 그 단면이 '
Figure 112017047629325-pat00001
'의 형태와 같이 밑면으로 갈수록 좁아지는 형태가 되어, 윗면 일측에 올려진 열처리 대상제품으로 고온의 열이 쉽게 이동할 수 있는 반면, 밑면으로의 이동량은 적어지도록 할 수도 있다.
이러한 열처리용 트레이와 상기 미세표면돌기는 니켈(Ni)과 크롬(cr)을 합금한 내열강으로서, KS규격으로 HRSC 13종, 15종, 22종 또는 24종 중 하나를 만족하는 것을 사용한다.
이하에서는, 첨부된 도면의 도 2를 통해 열처리용 트레이의 일면에 형성된 미세표면돌기를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이의 미세표면돌기를 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 2의 (a)와 같이, 상기 미세표면돌기는 총 높이(h, high) 3~5mm, 폭(w, width) 1.8~2.2mm, 미세표면돌기 간의 간격(g, gap) 2mm 및 헤드의 높이(h1, 만곡된 부분) 1mm가 되도록 구성된다. 즉, 미세표면돌기는 헤드의 높이를 제외한 나머지 높이(h2)가 2~4mm가 되도록 한다.
그리고 상기와 같이 미세표면돌기의 간격(g)이 모두 2mm가 됨으로써, 도 2의 (b)에서 볼 수 있듯이, 하나의 미세표면돌기는 이의 상, 하, 좌, 우 및 대각선 방향으로 인접한 다른 하나의 미세표면돌기가 연속 배열된다.
아울러, 상기 미세표면돌기의 헤드는 상술된 바와 같이 만곡된 형태의 반구 형상을 갖도록 할 수도 있고, 상기 헤드의 높이를 제외한 나머지 높이(h2) 이후부터 경사지도록 형성되어 뾰족한 바늘 형상을 갖도록 할 수도 있다.
이에 따라, 미세표면돌기가 열처리 대상제품에 맞닿는 면적이 최소화될 수 있도록 한다.
이때, 미세표면돌기의 폭(w)을 1.8~2.2mm로 한정하는 기술적 의의는,
상기 폭(w)을 1.8mm 미만으로 하는 경우, 열처리 대상제품을 미세표면돌기가 연속 배열된 열처리용 트레이에 안치하는 경우 열처리 대상제품의 하중을 견디지 못해 부러지는 등의 파손이 발생되었고,
상기 폭(w)이 2.2mm를 초과하는 경우, 다음의 문제가 발생된다.
열처리용 트레이는 크롬(Cr)을 주원료로하는 특수 소재로 제조된다. 상기 크롬(Cr)은 대기압 상태에서는 대략 1907℃에서 녹지만, 진공 상태에서는 진공도가 10- 2torr 내지 10- 6torr까지 낮아져 고진공 열처리로 내부에 불규칙하게 비산된다. 이렇게 비산된 크롬(Cr) 잔부는 열처리 대상제품의 표면에 증착된 뒤, 상온으로 냉각되는 과정에서 열처리용 트레이와 열처리 대상제품이 서로 늘러 붙어 떨어지지 않게 한다. 이러한 크롬(Cr)의 잔부를 제거하려면 별도의 외력을 가해야 하는데, 이 과정에서 열처리 대상제품의 파손과 변형이 발생되어 품질에 영향을 미치는 문제점이 있다.
즉, 본 발명과 같이 열처리용 트레이의 표면에 미세표면돌기를 형성하는 이유는, 열처리 대상제품과 열처리용 트레이가 서로 늘러붙는 것을 최소화하기 위하여 닿는 면적을 최소화하는 것을 주요 목적으로 하는데, 위와 같이 미세표면돌기의 폭(w)이 2.2mm를 초과하는 경우, 미세표면돌기가 형성되지 않은 열처리용 트레이와 비교했을 때, 열처리 대상제품에 달라붙는 면적의 차이가 없었다.
이를 표로 살펴보면 다음과 같다.
폭(w)이 2.2mm를 초과한 트레이
(실험군)		 미세표면돌기가 형성되지 않은 트레이
(대조군)
열처리 대상제품의 소착면적 : 27~31% 열처리 대상제품의 소착면적 : 30~35%
위 [표 1] 상으로 보면, 실험군이 대조군에 비해 소착면적이 감소된 것으로 볼 수 있으나, 폭(w)을 1.8~2.2mm로 하는 경우는 열처리 대상제품의 소착면적이 5~7%인 점에 비하면, 폭(w)이 2.2mm를 초과하는 경우(2.3mm)의 소착면적(실험군)은 대조군과 유의한 정도로 볼 수 있다.
즉, 이하에서 본 출원인은, 상기와 같은 기술적 의의를 갖는 미세표면돌기의 폭(w)을 1.8~2.2mm로 한정한 상태에서 미세표면돌기의 최적의 높이와 간격을 평가하였다.
실험예 1. 미세표면돌기의 최적의 높이 평가
(실험방법)
실험예 1은, 위 평가에 따라 폭(w)을 1.8~2.2mm로 설정된 미세돌기표면의 최적의 높이를 평가하기 위한 것으로, 폭(w)을 1.8~2.2mm의 중간값인 2mm로 고정한 상태에서, 높이(h)를 조절하였다.
그리고 아래 [표 2]와 같이 설정된 실험군들을 대상으로 실제 사용되는 열처리 대상제품을 올려두고, (a)통상의 열처리 가공시 소요되는 시간동안 올려두는 평가와 (b)실제 열처리 가공을 수행하여 평가하도록 한다.
(실험결과)
실험군 1 실험군 2 실험군 3 실험군 4 실험군 5 실험군 6 실험군 7 실험군 8 실험군 9
높이(h) 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 2.9 5.1
평가 1 비정상 정상 정상 정상 정상 정상 비정상 정상 비정상
평가 2 비정상 정상 정상 정상 정상 정상 비정상 비정상 비정상
* 평가 1 : 통상의 열처리 가공시 소요되는 시간동안 올려두는 평가
* 평가 2 : 실제 열처리 가공을 수행한 평가
[표 2]에서 볼 수 있듯이, 높이(h)를 3~5mm로 한 실험군 2 내지 실험군 6은 2개 실험에 대해 미세표면돌기의 파손이 없는 정상으로 나타났다.
다만, 높이(h)를 0.5mm 단위로 한 실험군 1(2.5mm) 및 실험군 7(5.5mm)에서는 2개 실험 모두에서 비정상으로 나타나서, 최소 및 최대 임계값으로 나타난 3mm와 5mm에서 ±1mm로 조절하여 실험해본 결과(실험군 8 및 실험군 9), 높이(h)가 2.9mm인 실험군 8에서는 열처리를 수행하지 않은 경우 미세표면돌기가 파손되지 않아 정상으로 평가되었으나, 실제 고진공 열처리로에서 열처리를 수행한 결과, 미세표면돌기가 1회 열처리 가공에서 마모가 심하게 되어 재사용이 어려운 부분이 발견되었고, 또 다른 부위는 열처리 대상제품 표면에 트레이가 달라붙는 것도 발견되었다. 이는 미세표면돌기(h)의 높이가 너무 낮음으로 인한 것으로 사료된다.
반면, 높이(h)를 5.1mm로 설정한 실험군 9의 경우에는, 열처리를 수행하지 않는 평가와 열처리를 수행한 평가 모두에서, 열처리 대상제품의 하중을 견디지 못하게 미세표면돌기가 파손되는 것으로 나타났다.
따라서, 미세표면돌기의 높이(h)는 3~5mm가 최적임을 알 수 있었다.
실험예 2. 미세표면돌기들의 최적의 간격 평가
(실험방법)
실험예 2는, 상술된 실험예 1을 기반으로 미세표면돌기의 높이(h)를 3~5mm로 하되, 중간값이 4mm로 고정하고, 폭을 2mm로 고정한 상태에서, 미세표면돌기를 복수 개 배열하는 경우, 이들의 최적의 간격을 평가하고자 한다.
이를 위해, 실험예 2의 실험방법은 아래 [표 3]의 실험군들과 같이 폭을 1.5~2.5mm의 범위 내에서 0.1mm 단위씩 변경하여 실험군으로 설정하였으며, 실제 고진공 열처리로에서 열처리 가공을 10회씩 수행하여 미세표면돌기의 상태를 평가하도록 하였다.
다만, 본 발명과 같이 열처리용 트레이에 형성된 미세표면돌기는 고온에 대한 내구성이 증진된 것이 아니기 때문에, 연속된 열처리 가공에 대하여 마모 또는 녹아서 휘는 현상 등이 발생되는 것이 당연함을 미리 강조한다.
실험군 평가
10 1.5mm 6회째 휨이 발생됨. 인접하는 근처의 다른 미세표면돌기에 달라붙음.
11 1.6mm 8회째 휨이 발생됨. 인접하는 근처의 다른 미세표면돌기에 달라붙음.
12 1.7mm 9회째 휨이 발생됨. 인접하는 근처의 다른 미세표면돌기에 달라붙음.
13 1.8mm 9회째 휨이 발생됨. 10회째까지 사용하여도 휨 발생외의 이상 없음.
14 1.9mm 8회째 휨이 발생됨. 10회째까지 사용하여도 휨 발생외의 이상 없음.
15 2.0mm 10회째까지 이상 없음.
16 2.1mm 9회째 휨이 발생됨. 10회째까지 사용하여도 휨 발생외의 이상 없음.
17 2.2mm 9회째 휨이 발생됨. 10회째까지 사용하여도 휨 발생외의 이상 없음.
18 2.3mm 7회째 휨 및 부러짐 발생.
19 2.4mm 7회째 휨 및 부러짐 발생.
20 2.5mm 6회째 휨 및 부러짐 발생.
[표 3]에서 볼 수 있듯이, 실험군 13, 14, 16 및 17과 같이 미세표면돌기의 간격(g)을 1.8~2.2mm 사이로 하는 경우, 휨 현상 외의 별도의 이상은 발견되지 않았고, 특히 실험군 15와 같이 간격(g)을 2mm로 하는 경우, 10회째까지 휨 현상 등이 발견되지 않았다.
이는, 위와 같이 미세표면돌기의 높이(h)를 3~5mm로 하고, 폭(w)을 1.8~2.2mm의 수준으로 하였을 때, 미세표면돌기의 간격(g)은 1.8~2.2mm, 더 바람직하게는 2mm가 적당함을 나타낸 것이다.
그리고 미세표면돌기의 간격(g)을 1.8mm 미만으로 하는 경우에, 높이(h) 3~5mm 및 폭(w) 1.8~2.2mm의 수준에서는 서로 인접한 미세표면돌기들끼리 어느 하나가 휘면서 다른 하나에 맞닿아 달라붙는 현상이 발견되었다.
후술되겠지만, 마모된 미세표면돌기는 다시 재형성하여 사용할 수 있는데, 이와 같이 인접한 미세표면돌기끼리 달라붙는다면, 일부 영역의 미세표면돌기만 재형성하는 것은 불가능하고, 전체 표면을 재형성해야 하는 문제점이 있다.
또한, 미세표면돌기의 간격(g)을 2.2mm가 초과하도록 한다면, 미세표면돌기가 열처리 대상제품의 하중을 견디지 못하고 쉽게 파손되는 것을 알 수 있었다.
이는, 미세표면돌기의 간격이 멀어짐에 따라 열처리 대상제품의 하중 분산이 골고루 이루어지지 않아서 발생되는 문제로 사료된다.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이에 형성된 미세표면돌기는, 높이(h) 3~5mm, 폭(w) 1.8~2.2mm 및 간격(g) 1.8~2.2mm(바람직하게는 2mm)를 만족하도록 열처리용 트레이의 표면에 복수 개 형성되는데, 이들은 조성물을 변경하여 고온의 열에 내구성이 강화된 것이 아니기 때문에, 지속적인 사용으로 미세표면돌기가 녹거나 파손될 우려가 있다.
이에 따라, 본 발명에서는, 파손된 미세표면돌기를 연마하여 제거하고, 상기 미세표면돌기를 열처리용 트레이의 표면에 재형성하는 것을 제안하고자 한다.
도 3은 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이의 미세표면돌기 중에서 파손된 면적에 따라 상기 미세표면돌기를 연마시키는 것을 나타낸 것으로, 전체 연마시키는 것(a)과 부분 연마시키는 것(b)을 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이의 미세표면돌기를 연마시키고 연마된 부분에 미세표면돌기를 재형성하는 과정을 나타낸 것이다.
이때, 도 3의 (a)와 같이 대형 그라인더 또는 연마장치를 통해 미세표면돌기의 전체를 연마할 수 있다. 이는 도 3의 (b)에서와 같은 손에 파지되는 형태의 그라인더를 이용할 수도 있으나, 편의를 위해 도 3의 (a)와 같은 장치가 사용될 수 있는 것이다.
이 장치의 날부는 슬라이드 동작되어 장치의 길이방향으로 이동될 수 있고, 텔레스코프 방식으로 길이가 조절되어 날부가 장치의 폭방향으로 이동될 수도 있다.
다만, 장치에 의해 연마되는 과정에서 열처리용 트레이의 표면이나 홈부가 연마되지 않도록 하기 위하여, 날부가 상기 날부를 상부에서 덮고 있는 덮개에 연결될 때, 연결 축에 탄성부재(스프링)을 마련함으로써, 날부가 연마를 수행할 때, 미세표면돌기에 접촉되면 탄성력으로 인해 상부방향으로 들썩이도록 한다.
따라서, 미세표면돌기를 연마하는 과정에서 날부가 상부와 하부로 들썩이게 됨으로 인해 장치의 길이방향 또는 폭방향으로 왕복하면서, 미세표면돌기를 계속 연마하게되고, 오히려 열퍼리용 트레이나 이의 홈부에는 닿지 않아 영향을 주지 않게 된다.
또한, 도 3의 (b)와 같이 손에 파지되는 형태의 그라인더를 통해 미세표면돌기의 일부영역만 연마할 수 있는데, 일예에 따라서는 도 3의 (b)에 도시된 확대도면(흰색 원 내부)과 같이 그라인더의 날부를 일부 개조하여 일단에 돌출된 돌기를 형성하되, 상기 돌기는 날부와 동일하게 연마 가능한 재질로 이루어지고, 상기 돌기의 일단은 그라인더의 날부의 일단과 수직되고, 다른 일단은 소정의 경사를 갖도록 구성된다.
따라서, 연마하지 않고자 하는 미세표면돌기 부분에는 영향을 주지 않으면서 연마를 원하는 영역의 미세표면돌기만 연마시킬 수 있다.
즉, 첨부된 도면의 도 3을 통해 알 수 있듯이, 본 발명에서는 파손된 미세표면돌기의 면적이 적으면 해당 영역만 일부 연마시켜, 연마된 영역에만 미세표면돌기를 재형성할 수도 있고, 파손된 미세표면돌기의 면적이 많으면 미세표면돌기 전체를 연마하고, 미세표면돌기가 전부 다 제거된 열처리용 트레이의 표면에 미세표면돌기만 재형성할 수도 있다.
첨부된 도면의 도 4에 따르면 미세표면돌기를 재형성하는 과정은,
(1) 파손면적이 일정범위 이상인지 판단하고 -> (2) 일정범위 이상이면 미세표면돌기 전부를 연마한 뒤 -> (4) 스터드 용접을 이용하여 미세표면돌기를 재형성하거나,
(1) 파손면적이 일정범위 이상인지 판단하고 -> (3a) 일정범위 미만이면 파손된 미세표면돌기만 연마한 뒤 -> (3b) 연마된 미세표면돌기에 해당하는 영역만큼의 미세표면돌기판을 준비하고 -> (4) 스터드 용접을 이용하여 미세표면돌기를 재형성한다.
이때, 미세표면돌기판이라 함은 해당 면적만큼에 해당되는 미세표면돌기판을 제조할 수도 있고, 전체 크기로 제조된 미세표면돌기를 해당 면적만큼 절단하여 사용할 수도 있다.
이때, 스터드 용접이란 용접대상물을 모재에 녹여서 심는 방법으로 아크용접의 일종이다. 용접대상물(미세표면돌기(판))을 모재(열처리용 트레이)에 접촉시켜 놓고 전류를 통하게 한 다음 용접대상물을 약간 떼어 올려 아크를 발생시켜서 알맞게 녹였을 때에 용접대상물을 모재에 급속히 내려꽂아 융착시키는 용접방법이다.
이와 같이, 스터드 용접을 이용하여 열처리용 트레이에 미세표면돌기를 재형성시킴으로 인해, 열처리용 트레이와 미세표면돌기를 결합하는데 있어서 시간소요가 절감될 수 있고, 열처리용 트레이의 재활용이 가능하여 원가 절감에도 도움이 된다.
상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

Claims (5)

  1. 고진공 열처리로에 사용되는 열처리용 트레이에 있어서,
    상기 열처리용 트레이는 열처리 대상제품이 올려지는 일면에 복수 개의 미세표면돌기가 형성되되,
    상기 미세표면돌기는 열처리용 트레이에 형성된 다수의 관통홈을 제외한 일면에 형성되고,
    상기 관통홈은 그 단면이 '
    Figure 112018055525713-pat00006
    '의 형태와 같이 밑면으로 갈수록 좁아지는 형태가 되어, 윗면 일측에 올려진 열처리 대상제품으로 고온의 열이 쉽게 이동할 수 있는 반면, 밑면으로의 이동량은 적어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세표면돌기는,
    총 높이(h, high) 3~5mm, 폭(w, width) 1.8~2.2mm 및 미세표면돌기 간의 간격(g, gap) 2mm가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세표면돌기가 파손된 경우, 스터드 용접을 이용하여 미세표면돌기를 재형성하는 것을 특징으로 하는, 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 미세표면돌기를 재형성하는 것은,
    파손된 면적이 일정범위 이상인지를 판단한 뒤,
    일정범위 이상이면 미세표면돌기 전부를 연마한 후, 스터드 용접을 이용하여 열처리용 트레이 일면에 미세표면돌기를 전부 재형성하는 것을 특징으로 하는, 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 미세표면돌기를 재형성하는 것은,
    파손된 면적이 일정범위 이상인지를 판단한 뒤,
    일정범위 미만이면 파손된 미세표면돌기만 연마한 후, 연마된 영역에 해당되는 미세표면돌기를 준비하여, 스터드 용접을 이용하여 연마된 영역에 준비된 미세표면돌기를 재형성하는 것을 특징으로 하는, 소착 방지를 위한 미세표면돌기를 갖는 열처리용 트레이.
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