KR102074428B1 - Method for Heat Treatment of Cast Iron Cam Shaft mounting in Combustion Engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내연기관에 구비되어 실린더의 밸브를 선택적으로 개폐하는 주철제 캠샤프트에 관한 것으로서,
상기 캠샤프트를 제1가열기에 수용한 상태에서 900∼1200℃에서 30∼120min 동안 가열하는 고온가열단계와; 상기 캠샤프트를 제2가열기에 소입한 후 200∼320℃에서 30∼120min 동안 가열하여 변태를 완료하는 항온유지단계; 및 상기 캠샤프트를 10∼50℃에서 1∼60 min 동안 냉각하는 냉각단계를 포함함으로써,
상기 주철제 캠샤프트를 변태점 이상의 온도로 가열한 후 항온열처리를 통해 냉각하여 마르텐사이트 조직 및 베이나이트 조직을 형성함으로써, 상기 캠샤프트의 경도 및 인장강도는 물론 가공성이 향상된다. The present invention relates to a camshaft made of cast iron provided on an internal combustion engine to selectively open and close a valve of a cylinder,
A high-temperature heating step of heating the camshaft at 900 to 1200 ° C for 30 to 120 minutes while receiving the first heater; A constant temperature maintaining step of quenching the camshaft in a second heater and heating at 200 to 320 ° C for 30 to 120 minutes to complete transformation; And a cooling step of cooling the camshaft at 10-50 ° C. for 1-60 min.
By heating the cast iron camshaft to a temperature above the transformation point and cooling through a constant temperature heat treatment to form a martensite structure and a bainite structure, the hardness and tensile strength of the camshaft as well as processability are improved.
Description
본 발명은 내연기관에 구비되어 실린더의 밸브를 선택적으로 개폐하는 주철제 캠샤프트에 관한 것으로, 특히 상기 주철제 캠샤프트를 항온열처리하여 기계적 물성을 향상함은 물론 가공성도 증대할 수 있도록 한 내연기관용 주철제 캠샤프트의 열처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cast iron camshaft provided on an internal combustion engine to selectively open and close a valve of a cylinder. In particular, the cast iron camshaft is cast iron cam for an internal combustion engine to improve the mechanical properties as well as increase the processability by incubating the cast iron camshaft. It relates to a method of heat treatment of the shaft.
일반적으로, 캠샤프트(Cam Shaft)는 내연기관에 구비되어 실린더의 흡기밸브와 배기밸브를 순차적으로 개폐시키는 것으로서, 이 캠샤프트의 둘레면에 일정 간격을 두고 형성되는 캠이 회전함에 따라 상기 흡기밸브와 상기 배기밸브를 미리 정해진 순서로 개폐하거나 각도를 조정하는 것이다.In general, a camshaft (Cam Shaft) is provided in the internal combustion engine to sequentially open and close the intake valve and the exhaust valve of the cylinder, as the cam formed at regular intervals on the circumferential surface of the camshaft rotates, the intake valve And opening and closing the exhaust valve in a predetermined order or adjusting the angle.
이때, 상기 캠샤프트는 주로 회주철 또는 구상흑연주철과 같은 주철제 금속을 주조 또는 단조하여 제조하는 방식을 적용하며, 특히 상기 캠샤프트는 내마모성은 물론 경도나 인장강도가 규정치 이상이 되어야만 상기 밸브들과의 마찰에 의한 손상을 방지할 수 있어 많은 관심이 대두되고 있다.At this time, the camshaft mainly applies a method of manufacturing by casting or forging a cast iron metal such as gray cast iron or spheroidal graphite cast iron. In particular, the camshaft is not only abrasion resistance, but also has hardness or tensile strength of a specified value or more, and is applied to the valves. A lot of attention has been raised because it is possible to prevent damage due to friction.
예컨대, 상기 캠샤프트를 주철제 금속으로 제조하는 경우, 상기 캠샤프트를 저가로 양산할 수 있는 장점이 있지만, 상기 캠샤프트의 흑연조직으로 인한 충격에 대해 취약함 및 취성을 해소함은 물론 상기 캠샤프트에 요구되는 각종 기계적 물성을 부여하기 위한 각종 열처리방법이 제안되어 있다.For example, when the camshaft is made of cast iron, there is an advantage that the camshaft can be mass-produced at a low cost, but it is not only vulnerable to brittleness and brittleness due to the graphite structure of the camshaft, but also to the camshaft. Various heat treatment methods have been proposed to impart various mechanical properties required.
그런데, 상기 캠샤프트를 열처리하는 공지의 방법은 상기 캠샤프트를 변태점 이상의 오스테나이트 영역까지 승온한 후 상온까지 급냉한 상태에서 재가열하는 방식으로서, 상기 급냉으로 인해 조직이 취약해져 균열의 위험성이 있음은 물론 내부응력의 잔류로 인해 가공성이 저하된다. However, a known method of heat-treating the camshaft is a method in which the camshaft is heated up to an austenite region above the transformation point and then re-heated in a quenched state to room temperature. Of course, the workability deteriorates due to the residual internal stress.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 각종 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기 주철제 캠샤프트를 항온열처리하여 인장강도를 포함한 기계적 물성을 향상함은 물론 가공성도 증대할 수 있도록 한 내연기관용 주철제 캠샤프트의 열처리 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention was devised to solve various problems as described above, and the camshaft made of cast iron for an internal combustion engine was made to improve the mechanical properties including tensile strength by incubating the cast iron camshaft and to increase the workability. It is an object to provide a heat treatment method.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 내연기관용 캠샤프트를 제1가열기에 수용한 상태에서 900∼1200℃에서 30∼120min 동안 가열하는 고온가열단계와; 상기 캠샤프트를 제2가열기에 소입한 후 200∼320℃에서 30∼120min 동안 가열하여 변태를 완료하는 항온유지단계; 및 상기 캠샤프트를 10∼50℃에서 1∼60 min 동안 냉각하는 냉각단계를 포함하며,The present invention for achieving the above object; A high-temperature heating step of heating the camshaft for the internal combustion engine at 900 to 1200 ° C. for 30 to 120 min while receiving the first heater; A constant temperature maintenance step of heating the camshaft in a second heater and heating it at 200 to 320 ° C for 30 to 120 minutes to complete transformation; And a cooling step of cooling the camshaft at 10-50 ° C for 1-60 min.
상기 캠샤프트의 중량비에 대해, C 3.0∼3.9Wt％ - Si 1.3∼3.0Wt％ - Mn 0.5∼0.9Wt％ - P 0.1Max - S 0.1Max - Cr 0.05∼0.40Max를 함유한다. With respect to the weight ratio of the camshaft, C 3.0 to 3.9 Wt%-Si 1.3 to 3.0 Wt%-Mn 0.5 to 0.9 Wt%-P 0.1 Max-S 0.1 Max-Cr 0.05 to 0.40 Max.
이상과 같이, 본 발명은 적어도 다음과 같은 효과를 포함한다.As described above, the present invention includes at least the following effects.
상기 주철제 캠샤프트를 변태점 이상의 온도로 가열한 후 항온열처리를 통해 냉각하여 마르텐사이트 조직 및 베이나이트 조직을 형성함으로써, 상기 캠샤프트의 경도 및 인장강도는 물론 가공성이 향상된다. By heating the cast iron camshaft to a temperature above the transformation point and cooling through a constant temperature heat treatment to form a martensite structure and bainite structure, the hardness and tensile strength of the camshaft as well as processability are improved.
도 1은 본 발명에 따른 캠샤프트의 일 실시예이다.1 is an embodiment of a camshaft according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described.
먼저, 본 발명에 따른 주철제 캠샤프트(이하, 캠샤프트라 통칭함)는 주조공정과 열처리공정과 후가공공정을 거쳐서 최종제품으로 성형되며, 본 실시예에서는 상기 열처리공정에 한정하여 설명하기로 한다.First, a cast iron camshaft according to the present invention (hereinafter referred to as a camshaft) is molded into a final product through a casting process, a heat treatment process, and a post-processing process. In this embodiment, the heat treatment process will be described.
상기 캠샤프트의 열처리공정은 "고온가열단계"와 "항온유지단계" 및 "냉각단계"을 거쳐서 처리되며, 특히 상기 캠샤프트는 Fe - C 3.0∼3.9Wt％ - Si 1.3∼3.0Wt％ - Mn 0.5∼0.9Wt％ - P 0.1Max - S 0.1Max - Cr 0.05∼0.40Max 등의 성분을 포함한다.The heat treatment process of the camshaft is processed through a "high temperature heating step", a "constant temperature maintenance step" and a "cooling step". In particular, the camshaft is Fe-C 3.0 to 3.9Wt%-Si 1.3 to 3.0Wt%-Mn 0.5 ~ 0.9Wt%-P 0.1Max-S 0.1Max-Cr 0.05 ~ 0.40Max.
도 1은 상기 캠샤프트의 일 실시예로서, 상기 캠샤프트(1)는 캠부(3)와 바디부(5)를 포함하여 구성되며, 상기 캠부(3)의 개수와 이격거리 및 상기 바디부(5)의 길이는 차량마다 상이하여 자세한 설명은 생략한다.1 is an embodiment of the camshaft, wherein the
이때, 상기 캠샤프트는 디젤엔진 또는 가솔린엔진에 모두 적용할 수 있는 캠샤프트를 의미한다.At this time, the camshaft means a camshaft that can be applied to both a diesel engine or a gasoline engine.
이하, 본 발명에 따른 캠샤프트의 구성성분을 설명한다.Hereinafter, the components of the camshaft according to the present invention will be described.
(1) 탄소(C)(1) Carbon (C)
상기 캠샤프트를 주조함에 있어서, 상기 탄소는 탄화물을 형성하여 석출경화 효과를 제공하며, 그 함량은 3.0∼3.9Wt％가 바람직하다.In casting the camshaft, the carbon forms a carbide to provide a precipitation hardening effect, and its content is preferably 3.0 to 3.9 Wt%.
상기 탄소의 함량이 3.0Wt％ 미만이면 상온상태에서의 기계적 강도가 낮아지고 인성이 나빠지며, 상기 탄소의 함량이 3.9Wt％를 초과하는 경우 탄화물이 조대화되어 석출물에 의한 강도향상을 저하시킨다.When the content of the carbon is less than 3.0 Wt%, the mechanical strength at room temperature decreases and the toughness deteriorates, and when the content of the carbon exceeds 3.9 Wt%, carbides become coarse to lower the strength improvement by precipitates.
(2) 망간(Mn)(2) Manganese (Mn)
상기 캠샤프트를 주조함에 있어서, 상기 망간은 경화능을 향상시키는 역할을 하며, 그 함량은 Mn 0.5∼0.9Wt％가 바람직하다.In casting the camshaft, the manganese serves to improve hardenability, and its content is preferably Mn 0.5 to 0.9 Wt%.
상기 망간의 함량이 0.5Wt％ 미만이면 경화능에 문제가 있고, 상기 망간의 함량이 0.9Wt％ 이상이면 크리프 저항성을 저하시킨다.When the content of the manganese is less than 0.5 Wt%, there is a problem in curing ability, and when the content of the manganese is 0.9 Wt% or more, creep resistance is deteriorated.
(3) 규소(Si)(3) Silicon (Si)
상기 캠샤프트를 주조함에 있어서, 상기 규소는 내산화성 및 조직미세화의 역할을 하며, 그 함량은 1.3∼3.0Wt％가 바람직하다.In casting the camshaft, the silicon plays a role of oxidation resistance and tissue micronization, and its content is preferably 1.3 to 3.0 Wt%.
상기 규소의 함량이 1.3Wt％ 미만이면 내식성이 저하되는 문제가 있고, 상기 규소의 함량이 3.0Wt％ 이상이면 인성을 저하시킨다.When the silicon content is less than 1.3 Wt%, there is a problem that corrosion resistance is lowered, and when the silicon content is 3.0 Wt% or more, toughness is lowered.
(4) 인(P)과 황(S)과 크롬(Cr)(4) Phosphorus (P), sulfur (S) and chromium (Cr)
상기 캠샤프트를 주조함에 있어, 상기 인과 상기 황과 상기 크롬은 미량 포함하므로 설명을 생략하기로 한다.In casting the camshaft, the phosphorus, the sulfur, and the chromium are contained in trace amounts, and thus, the description will be omitted.
이하, 본 발명에 따른 상기 열처리공정을 설명한다.Hereinafter, the heat treatment process according to the present invention will be described.
먼저, 상기 고온가열단계는 상기 캠샤프트를 변태점 이상의 온도로 열처리하여 오스테나이트 조직을 생성하는 단계로서, 상기 캠샤프트의 기지조직이 페라이트에서 오스테나이트로 변태되는 공정을 의미한다.First, the high-temperature heating step is a step of heat-treating the camshaft to a temperature above the transformation point to generate an austenite structure, which means a process in which the base structure of the camshaft is transformed from ferrite to austenite.
즉, 상기 캠샤프트를 900℃∼1200℃의 온도범위로 유지되는 제1가열기에 장입한 상태에서, 상기 캠샤프트를 30∼120 min 동안 가열함으로써, 상기 페라이트 조직이 오스테나이트 조직으로 변화하는 공정이다.That is, in the state in which the camshaft is charged to the first heater maintained at a temperature range of 900 ° C to 1200 ° C, the ferrite structure is changed to an austenite structure by heating the camshaft for 30 to 120 min. .
상기 제1가열기의 세팅온도(900℃∼1200℃)는 상기 주철제 금속의 통상적인 열처리온도로서 자세한 설명은 생략한다. The setting temperature (900 ° C to 1200 ° C) of the first heater is a typical heat treatment temperature of the cast iron metal, and detailed description is omitted.
상기 제1가열기의 가열시간을 30∼120 min로 한정한 이유는, 상기 가열시간이 30min 미만인 경우 상기 오스테나이트 조직생성이 미약하였으며, 상기 가열시간이 120 min 이상인 경우 산화물이 많이 생성되기 때문이다.The reason for limiting the heating time of the first heater to 30 to 120 min is that when the heating time is less than 30 min, the austenite structure formation is weak, and when the heating time is 120 min or more, a large amount of oxide is generated.
상기 제1가열기로는 고주파가열기, 토치와 버너를 이용한 화염가열기, 용접기, 플라즈마 토치, 전자빔, 레이저 등이 적용된다.As the first heater, a high-frequency heater, a flame heater using a torch and a burner, a welding machine, a plasma torch, an electron beam, a laser, and the like are applied.
그리고, 상기 항온유지단계는 상기 고온가열단계를 거친 상기 캠샤프트를 바로 냉각하지 않고 상기 제2가열기 중에서 항온유지하여 상기 캠샤프트의 변태를 완료하는 단계로서, 상기 제2가열기에 소입한 후 200∼320℃에서 30∼120min 동안 항온유지하여 마르텐사이트 조식을 생성하는 공정이다. And, the constant temperature maintaining step is a step of completing the transformation of the camshaft by maintaining the constant temperature in the second heater without cooling the camshaft that has undergone the high temperature heating step immediately, after being quenched in the second heater 200 to This is a process of maintaining a constant temperature at 320 ° C for 30 to 120 minutes to produce a martensite breakfast.
상기 제2가열기는 아질산나트륨, 질산나트륨과 아질산 칼륨 등의 혼합액을 갖는 염욕(Salt Bath)이 바람직하다.The second heater is preferably a salt bath having a mixed solution of sodium nitrite, sodium nitrate and potassium nitrite.
상기 항온유지단계의 핵심은 상기 고온가열단계를 거친 상기 캠샤프트의 조직이 펄라이트화되는 것을 방지하는 것이며, 특히 상기 캠샤프트가 펄라이트의 범위에 들어가는 경우 강성이나 내마모성이 저하될 우려가 있으므로, 상기 제2가열기에서 항온상태를 유지시킨다.The core of the constant temperature maintenance step is to prevent the structure of the camshaft that has undergone the high temperature heating step from being pearlized. In particular, when the camshaft enters the pearlite range, stiffness or abrasion resistance may be deteriorated. 2 Keep constant temperature in the heater.
즉, 상기 염욕 중에 상기 캠샤프트를 소입하고 항온상태를 유지하는 경우, 상기 캠샤프트의 조직이 마르텐사이트 및 베이나이트로 변태되며, 특히 상기 염욕의 온도나 가열시간을 변화함으로써, 상기 캠샤프트의 오스테나이트 조직이나 베이나이트조직이나 마르텐사이트 조직의 비율을 바꿀 수 있다. That is, when quenching the camshaft in the salt bath and maintaining a constant temperature, the tissue of the camshaft is transformed into martensite and bainite, and in particular, by changing the temperature or heating time of the salt bath, the It is possible to change the proportion of knight, bainite or martensite.
상기 항온유지단계의 세팅온도를 200∼320℃로 한정한 이유는 상기 세팅온도가 200℃ 미만인 경우 상기 마르텐사이트 조직이 너무 많아져 균열이나 비틀림의 우려가 있기 때문이며, 상기 세팅온도가 320℃ 이상인 경우 작업시간이 지연되어 열처리 비용이 증대되기 때문이다.The reason why the setting temperature of the constant temperature maintaining step is limited to 200 to 320 ° C is that if the setting temperature is less than 200 ° C, the martensite structure becomes too large, and there is a risk of cracking or twisting. When the setting temperature is 320 ° C or higher This is because the working time is delayed and the heat treatment cost is increased.
상기 제2가열기의 가열시간을 30∼120 min로 한정한 이유는, 상기 가열시간이 30min 미만인 경우 상기 마르텐사이트 조직생성이 저하되었으며, 상기 가열시간이 120 min 이상인 경우 작업시간이 지연되기 때문이다.The reason for limiting the heating time of the second heater to 30 to 120 min is that when the heating time is less than 30 min, the formation of martensite tissue is reduced, and when the heating time is 120 min or more, the working time is delayed.
그리고, 상기 냉각단계는 상기 염욕에서 꺼낸 금속소재를 공기 중에서 서냉 바람직하게는, 실온상태(10∼50℃)로 냉각하는 공정으로서, 상기 냉각단계의 냉각시간은 1∼60 min이 바람직하다.In addition, the cooling step is a step of cooling the metal material taken out from the salt bath in air, preferably in a room temperature state (10 to 50 ° C), and the cooling time of the cooling step is preferably 1 to 60 min.
상기 냉각단계는 상기 항온유지단계에서 베이나이트화되지 않는 조직인 잔류 오스테나이트를 안정화하는 단계로서, 상기 실린더라이너를 실온상태 바람직하게는 10℃∼50℃에서 1∼60min 동안 유지시킨다.The cooling step is a step of stabilizing residual austenite, which is a tissue that is not bainized in the constant temperature maintaining step, and maintains the cylinder liner at room temperature, preferably 10 ° C. to 50 ° C. for 1 to 60 min.
이때, 상기 실린더라이너의 냉각시간으로서 1∼60min을 한정한 이유는, 1분이하인 경우 냉각이 불가능하며 60분 이상인 경우 냉각에 따른 시긴 및 비용이 증대되기 때문이다.At this time, the reason for limiting 1 to 60 min as the cooling time of the cylinder liner is that if less than 1 minute, cooling is impossible, and if it is longer than 60 minutes, the time and cost associated with cooling increase.
본원에서는 상기 캠샤프트를 공냉하는 것으로 한정하여 설명하였지만, 상기 캠샤프트의 마르텐사이트 조직의 함량을 크게 고려하지 않는 경우 수냉하여 상기 염욕 중의 염이나 산화스케일을 제거할 수도 있다.In the present application, the camshaft has been described as being limited to air cooling, but when the content of the martensitic structure of the camshaft is not largely considered, it may be water cooled to remove salt or oxide scale in the salt bath.
한편, 상기 냉각단계를 거친 상기 캠샤프트는 구상화흑연과 저탄소 오스테나이트와 마르텐사이트와 베이나이트 등의 조직을 포함하고 있으며, 상기 마르텐사이트 및 상기 베이나이트가 대부분을 차지하고 있다.Meanwhile, the camshaft subjected to the cooling step includes structures such as spheroidized graphite, low-carbon austenite, martensite, and bainite, and the martensite and the bainite occupy most.
즉, 상기 항온유지단계에서 상기 캠샤프트의 내부조직이 서서히 마르텐사이트화되기 때문에, 상기 캠샤프트의 균열이나 비틀림이 발생하지 않으며, 이로 인해 상기 마르텐사이트 조직으로 인해 경도와 강도를 향상할 수 있다.That is, since the internal structure of the camshaft is gradually martensitized in the constant temperature maintaining step, cracking or torsion of the camshaft does not occur, thereby improving hardness and strength due to the martensitic structure.
또, 상기 항온유지단계에서 상기 캠샤프트내에 일정량의 베이나이트가 형성되기 때문에 상기 캠샤프트의 인장강도가 향상된다.In addition, since a certain amount of bainite is formed in the camshaft in the constant temperature maintaining step, the tensile strength of the camshaft is improved.
이때, 상기 베이나이트 조직은 경도와 인성을 겸비하여 요구되는 성질을 가지고 있고 조직이 안정되어 있는 특징이 있다.At this time, the bainite structure has the characteristics required for both hardness and toughness, and the structure is stable.
또한, 상기 마르텐사이트 조직은 매우 치밀하고 경도가 높은 조직을 가지며 내마모성이 매우 우수한 특징이 있다.In addition, the martensite structure is characterized by having a very dense and high hardness structure and excellent abrasion resistance.
따라서, 본원발명은 상기 마르텐사이트 조직과 상기 베이나이트 조직을 적절하게 형성함에 따라, 상기 캠샤프트와 같이 상기 실린더의 밸브와 지속적으로 마찰되는 금속소재에 적용하더라도 기계적 물성을 유지할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, as the martensite structure and the bainite structure are properly formed, it is possible to maintain mechanical properties even when applied to a metal material that continuously frictions with the valve of the cylinder, such as the camshaft.
한편, 본 발명은 상기 마르텐사이트가 차지하는 비율을 조절하여 상기 캠샤프트의 성능(경도, 인장강도 등)을 향상하는 것이 핵심이므로, 상기 항온유지단계의 온도조건 및 가열시간이 무엇보다도 중요하다.On the other hand, the present invention is the key to improve the performance (hardness, tensile strength, etc.) of the camshaft by controlling the proportion occupied by the martensite, so the temperature condition and the heating time of the constant temperature maintenance step are most important.
상기 항온유지단계에서 상기 염욕에 상기 캠샤프트를 소입하고 항온상태에서 30∼120min 동안 유지하는 경우, 상기 캠샤프트의 전체 조직 중 50∼70％ 정도가 마르텐사이트화되었고, 10∼20％ 정도가 베이나이트화되었으며, 그 밖에 미량의 오스테나이트 조직 및 구상화 흑연이 존재하였다. When the camshaft is quenched in the salt bath in the constant temperature maintaining step and maintained for 30 to 120 min in a constant temperature state, about 50 to 70% of the total tissue of the camshaft is martensite, and about 10 to 20% is bay It was nitrated, and there was a trace amount of austenite structure and spheroidized graphite.
상기 냉각단계를 거친 상기 캠샤프트의 기계적 물성을 측정한 결과, 상기 캠샤프트의 경도(HV)가 600∼650이었고, 인장강도(Mpa)가 1000∼1600이었으며, 연신율(％)이 1∼3으로서, 상기 경도와 상기 인장강도 및 상기 연신율을 포함한 모든 기계적 물성이 규정치를 초과하였다.As a result of measuring the mechanical properties of the camshaft after the cooling step, the hardness (HV) of the camshaft was 600 to 650, the tensile strength (Mpa) was 1000 to 1600, and the elongation (%) was 1 to 3 , All mechanical properties including the hardness, the tensile strength and the elongation exceeded the specified values.
즉, 상기 캠샤프트의 상기 마르텐사이트 조직과 상기 베이나이트 조직의 적절한 조합으로 인해 기계적 물성이 향상되며, 특히 상기 연신율이 상승하여 가공성이 증대될 것으로 판단된다.That is, it is determined that the mechanical properties are improved due to the proper combination of the martensite structure and the bainite structure of the camshaft, and in particular, it is determined that the elongation is increased to increase workability.
특히, 상기 캠샤프트의 마르텐사이트 조직은 강도나 경도를 향상할 것으로 기대되며, 상기 캠샤프트의 베이나이트 조직은 공지의 펄라이트 조직에 비해 가공성을 향상할 것으로 기대된다. In particular, the martensite structure of the camshaft is expected to improve strength and hardness, and the bainite structure of the camshaft is expected to improve processability compared to known pearlite structures.
따라서, 상기 캠샤프트 금속소재를 상기 고온가열단계를 거쳐서 상기 항온열처리함으로써, 상기 캠샤프트가 요구하는 경도나 인장강도와 같은 각종 기계적 물성을 충분히 제공하는 것임을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that the camshaft metal material is sufficiently provided with various mechanical properties such as hardness and tensile strength required by the camshaft by subjecting the camshaft metal to the constant temperature heat treatment through the high-temperature heating step.
게다가, 상기 캠샤프트의 항온열처리 온도나 시간을 선택적으로 조절하여, 상기 내연기관의 기계적 물성(경도, 마찰력, 내마모성, 인장강도, 인성)을 함께 제공할 수 있어 양산 가능성을 확인할 수 있다.In addition, by selectively adjusting the temperature and time of the incubation temperature of the camshaft, mechanical properties (hardness, friction, wear resistance, tensile strength, toughness) of the internal combustion engine can be provided together, thereby confirming the possibility of mass production.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 해당 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a modified implementation obvious by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs without departing from the technical spirit of the present invention claimed in the claims It is possible, and the implementation of such modifications is within the scope of the present invention.
1 : 캠샤프트 3 : 캠부
5 : 바디부 1: camshaft 3: cam part
5: body part
Claims (4)
상기 캠샤프트를 염욕(Salt Bath)인 제2가열기에 소입한 후 마르텐사이트 조직을 생성하기 위해 200∼230℃에서 70∼120min 동안 가열하여 변태시키는 항온유지단계; 및
상기 캠샤프트를 10℃∼50℃에서 10∼60min 동안 냉각하는 냉각단계; 를 수행하여,
상기 캠샤프트는 전체 조직중 55∼70%의 마르텐사이트, 10~20%의 베이나이트의 조직을 함유하고, 잔부는 오스테나이트 및 구상화 흑연이며,
상기 캠샤프트의 중량비에 대해, C 3.0∼3.9Wt％ - Si 1.3∼3.0Wt％ - Mn 0.5∼0.9Wt％ - P 0.1Max - S 0.1Max - Cr 0.05∼0.40Max를 함유하고 잔부는 Fe이며;
상기 캠샤프트의 경도(HRB)는 600～650, 인장강도(Mpa)는 1000～1600, 연신율(％)은 1～3인 것을 특징으로 하는 내연기관용 주철제 캠샤프트의 열처리 방법. A high-temperature heating step of heating the camshaft for the internal combustion engine at a temperature of 900 to 1000 ° C. for 70 to 120 minutes to transform the base structure of the camshaft from ferrite to austenite while accommodating the first heater;
A constant temperature maintaining step of quenching the camshaft in a second heater, which is a salt bath, and then transforming it by heating at 200-230 ° C. for 70-120 min to produce martensite tissue; And
A cooling step of cooling the camshaft at 10 ° C to 50 ° C for 10 to 60 minutes; By doing,
The camshaft contains 55 to 70% of martensite and 10 to 20% of bainite, and the balance is austenite and spheroidized graphite.
With respect to the weight ratio of the camshaft, C 3.0 to 3.9 Wt%-Si 1.3 to 3.0 Wt%-Mn 0.5 to 0.9 Wt%-P 0.1 Max-S 0.1 Max-Cr 0.05 to 0.40 Max and the balance is Fe;
The hardness (HRB) of the camshaft is 600 to 650, the tensile strength (Mpa) is 1000 to 1600, and the elongation (%) is 1 to 3, characterized in that the heat treatment method of the cast iron camshaft for an internal combustion engine.
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