KR102239397B1 - Wet cylinder liner having hard chromium plating - Google Patents

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KR102239397B1 KR1020190168543A KR20190168543A KR102239397B1 KR 102239397 B1 KR102239397 B1 KR 102239397B1 KR 1020190168543 A KR1020190168543 A KR 1020190168543A KR 20190168543 A KR20190168543 A KR 20190168543A KR 102239397 B1 KR102239397 B1 KR 102239397B1
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Abstract

The present application relates to a wet cylinder liner having a plating layer formed thereon. More particularly, the present application relates to a wet cylinder liner in which the thickness of a plating layer is different for each formed area. According to the present application, the wet cylinder liner comprises: a cylinder liner including a crankcase contact part, a body part, and an O-ring mounting groove part for sealing; a first hard chrome plating layer formed on an outer surface of the crankcase contact part; a second hard chrome plating layer formed on an outer surface of the body part; and a third hard chrome plating layer formed on an outer surface of the O-ring mounting groove part.

Description

도금 두께가 부위에 따라 상이한 경질 크롬 도금층을 포함하는 습식 실린더라이너{WET CYLINDER LINER HAVING HARD CHROMIUM PLATING}Wet cylinder liner including hard chromium plating layers with different plating thickness depending on the area {WET CYLINDER LINER HAVING HARD CHROMIUM PLATING}

본 출원은 도금층이 형성된 습식 실린더 라이너에 관한 것으로서, 도금층의 두께가 형성된 부위별로 상이한 습식 실린더 라이너에 관한 것이다.The present application relates to a wet cylinder liner having a plating layer formed thereon, and relates to a wet cylinder liner that is different for each portion in which the thickness of the plating layer is formed.

실린더 라이너는 실린더 내에 장입되는 부품으로서, 냉각수에 직접 닿지 않는 건식 실린더 라이너와, 바깥 둘레가 실린더 블록의 유로홈과 함께 워터재킷을 형성함으로써 직접 냉각수와 접촉하는 습식 실린더 라이너로 구분된다.The cylinder liner is a component that is charged into the cylinder, and is divided into a dry cylinder liner that does not directly contact the coolant, and a wet cylinder liner whose outer periphery forms a water jacket with the flow path groove of the cylinder block to directly contact the coolant.

한편, 습식 실린더 라이너는 내측면으로는 피스톤과 직접적으로 마찰접촉함과 동시에 고온/고압의 연소가스와 접촉하고, 외측면으로는 냉각수와 집적 접촉하는 바, 열응력에 대한 내구성 및 냉각수에 대한 내식성을 동시에 갖추고 있어야 한다.On the other hand, the wet cylinder liner is in direct frictional contact with the piston on the inner side and at the same time contact with the high temperature/high pressure combustion gas and the coolant on the outer side. Must be equipped at the same time.

또한, 종래의 주철재 실린더 라이너는, 내식성을 어느 정도 갖추고 있기는 하지만, 주조에 의해 제조되는 주물품인 바, 내부에 미세한 수축결함, 즉, 핀홀, 기포 및 화학성분 편석 등이 발생되며, 따라서, 냉각수와의 직접적인 접촉에 의한 응력부식균열의 진행정도가 일반강재보다 빠르게 진행된다는 문제점이 있다.In addition, the conventional cast iron cylinder liner, although having a certain degree of corrosion resistance, is a cast article manufactured by casting, and microscopic shrinkage defects, that is, pinholes, air bubbles, and segregation of chemical components, are generated inside. , There is a problem that the degree of progression of stress corrosion cracking by direct contact with the cooling water proceeds faster than that of general steel.

또한, 종래의 주철재 실린더 라이너는, 충분한 내식성을 갖추고 있지 못하기 때문에, 엔진의 연소 과정 시, 실린더 라이너와 냉각수 사이에 발생되는 기포의 붕괴에 의한 충격파 및 고속의 물분사에 의해 실린더 라이너 외벽에 미세한 소성변형을 일으키며, 따라서 금속의 산화막이 파괴되는 캐비테이션 부식을 발생시키는 문제점이 있다.In addition, since the conventional cast iron cylinder liner does not have sufficient corrosion resistance, the outer wall of the cylinder liner is damaged by a shock wave caused by the collapse of bubbles generated between the cylinder liner and the coolant during the combustion process of the engine and high-speed water injection. It causes minute plastic deformation, and thus, there is a problem of causing cavitation corrosion in which the oxide film of the metal is destroyed.

이러한 문제점을 해결하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 그 중 하나로써, 도금층을 형성하는 기술들이 제안되었다. 그러나, 단순히 도금층을 추가하는 방안으로는 위와 같은 문제점을 해결하기 어려웠으며, 구체적인 도금층의 형성 방법에 대한 연구가 필요한 시점이다.Efforts are being made to solve this problem. As one of them, techniques for forming a plating layer have been proposed. However, it was difficult to solve the above problems by simply adding a plating layer, and it is the time when a study on a method of forming a specific plating layer is required.

대한민국 특허 제 10-1171022호 (2012년 08월 08일 공개)Korean Patent No. 10-1171022 (published on August 08, 2012)

본 출원의 일 실시예에 따르면, 자주포 디젤엔진용 실린더 라이너의 크롬 도금의 위치 및 도금층의 두께에 관한 설계를 제공하고자 한다.According to an embodiment of the present application, it is intended to provide a design regarding the location of chromium plating and the thickness of the plating layer of a cylinder liner for a self-propelled gun diesel engine.

본 출원의 일 측면은 습식 실린더 라이너에 관한 것이다.One aspect of the present application relates to a wet cylinder liner.

일 예시로서, 크랭크케이스 접촉부, 몸통부 및 밀폐용 오링 장착홈부를 포함하는 실린더 라이너; 크랭크케이스 접촉부의 외면에 형성된 제 1 경질 크롬 도금층; 몸통부의 외면에 형성된 제 2 경질 크롬 도금층; 및 오링 장착홈부의 외면에 형성된 제 3 경질 크롬 도금층을 포함하며, 제 1 경질 크롬 도금층의 두께는 100 ㎛ 내지 150 ㎛이고, 제 2 경질 크롬 도금층의 두께는 200 ㎛ 내지 250 ㎛이며, 및 제 3 경질 크롬 도금층의 두께는 100 ㎛ 내지 150 ㎛이다.As an example, a cylinder liner including a crankcase contact portion, a body portion, and an O-ring mounting groove for sealing; A first hard chromium plating layer formed on the outer surface of the crankcase contact portion; A second hard chromium plating layer formed on the outer surface of the body portion; And a third hard chromium plating layer formed on the outer surface of the O-ring mounting groove, wherein the thickness of the first hard chromium plating layer is 100 µm to 150 µm, the thickness of the second hard chromium plating layer is 200 µm to 250 µm, and the third The thickness of the hard chromium plating layer is 100 µm to 150 µm.

일 예시로서, 제 2 경질 크롬 도금층이 형성되는 부위는 습식 실린더 라이너에 공급되는 냉각수와 접촉되는 부분으로 한정된다.As an example, the portion where the second hard chromium plating layer is formed is limited to a portion in contact with the cooling water supplied to the wet cylinder liner.

일 예시로서, 제 1 경질 크롬 도금층과 제 2 경질 크롬 도금층 경계에서는, 제 2 경질 크롬 도금층으로부터 제 1 경질 크롬 도금층 방향으로 도금층의 두께가 감소하도록 구배가 형성된다.As an example, at the boundary between the first hard chromium plating layer and the second hard chromium plating layer, a gradient is formed so that the thickness of the plating layer decreases from the second hard chromium plating layer toward the first hard chromium plating layer.

일 예시로서, 제 3 경질 크롬 도금층과 제 2 경질 크롬 도금층 경계에서는, 제 2 경질 크롬 도금층으로부터 제 3 경질 크롬 도금층 방향으로 도금층의 두께가 감소하도록 구배가 형성된다.As an example, at the boundary between the third hard chromium plating layer and the second hard chromium plating layer, a gradient is formed so that the thickness of the plating layer decreases from the second hard chromium plating layer toward the third hard chromium plating layer.

일 예시로서, 제 1 경질 크롬 도금층의 표면 경도는 700 내지 1000 Hv이고, 제 2 경질 크롬 도금층의 표면 경도는 700 내지 1000 Hv이며, 제 3 경질 크롬 도금층의 표면 경도는 700 내지 1000 Hv이다.As an example, the surface hardness of the first hard chromium plating layer is 700 to 1000 Hv, the surface hardness of the second hard chromium plating layer is 700 to 1000 Hv, and the surface hardness of the third hard chromium plating layer is 700 to 1000 Hv.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 내마모성이 우수한 도금층이 형성된 습식 실린더 라이너를 제공할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, it is possible to provide a wet cylinder liner in which a plating layer having excellent wear resistance is formed.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 내식성이 우수한 도금층이 형성된 습식 실린더 라이너를 제공할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, it is possible to provide a wet cylinder liner in which a plating layer having excellent corrosion resistance is formed.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 마찰특성이 우수한 도금층이 형성된 습식 실린더 라이너를 제공할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, it is possible to provide a wet cylinder liner in which a plating layer having excellent friction characteristics is formed.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 윤활성이 우수한 도금층이 형성된 습식 실린더 라이너를 제공할 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present application, it is possible to provide a wet cylinder liner in which a plating layer having excellent lubricity is formed.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 내열성이 우수한 도금층이 형성된 습식 실린더 라이너를 제공할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, it is possible to provide a wet cylinder liner in which a plating layer having excellent heat resistance is formed.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 경도가 우수한 도금층이 형성된 습식 실린더 라이너를 제공할 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present application, it is possible to provide a wet cylinder liner in which a plating layer having excellent hardness is formed.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 냉각수에 의한 캐비테이션 침식 저항성을 갖게 되어 반영구적 사용이 가능한 습식 실린더 라이너를 제공할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, it is possible to provide a wet cylinder liner capable of semi-permanent use by having resistance to cavitation erosion by cooling water.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 자주포 디젤엔진에 적용가능한 습식 실린더 라이너를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present application, it is possible to provide a wet cylinder liner applicable to a self-propelled gun diesel engine.

도 1은 실린더 라이너의 형상을 나타내는 개략도이다.
도 2는 실린더 라이너의 외면에 형성된 도금층을 보여주는 개략도이다.
도 3은 실린더 라이너의 외면에 크롬 도금층을 형성하기 전과 도금층을 형성한 후의 이미지이다.
도 4는 실린더 라이너의 외면에 형성된 크롬 도금층의 미세조직을 확인하기 위하여, 크롬 도금층이 형성된 실린더 라이너의 횡단면을 촬영한 이미지이다.
1 is a schematic diagram showing the shape of a cylinder liner.
2 is a schematic view showing a plating layer formed on the outer surface of the cylinder liner.
3 is an image before and after forming the chromium plating layer on the outer surface of the cylinder liner.
4 is an image taken of a cross-section of a cylinder liner having a chromium plating layer formed thereon in order to confirm the microstructure of the chromium plating layer formed on the outer surface of the cylinder liner.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "include" or "have" are intended to designate that features, elements, etc. described in the specification exist, but one or more other features or elements may not exist or be added. It doesn't mean none.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 도금 두께가 부위에 따라 상이한 경질 크롬 도금층을 포함하는 습식 실린더 라이너를 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 도금 두께가 부위에 따라 상이한 경질 크롬 도금층을 포함하는 습식 실린더 라이너의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a wet cylinder liner including a hard chromium plating layer having a different plating thickness according to a portion of the present application will be described in detail. However, the accompanying drawings are exemplary, and the range of a wet cylinder liner including a hard chromium plating layer in which the plating thickness of the present application differs depending on the region is not limited by the accompanying drawings.

도 1은 실린더 라이너의 형상을 나타내는 개략도이다. 1 is a schematic diagram showing the shape of a cylinder liner.

도 1에 도시한 바와 같이, 실린더 라이너는 내부가 비어있는 원통 형상으로서 엔진의 크랭크 케이스에 삽입되어, 상부의 실린더 헤드와 내부의 피스톤 등과 더불어 연소실을 구성하는 핵심 부품이다. 실린더 라이너 상단의 플렌지와 하단의 오링으로 밀폐된 공간에는 냉각수가 있으며, 내부의 연소열을 실린더 라이너 외부에서 냉각시키는 작용을 한다.As shown in Fig. 1, the cylinder liner has a hollow cylindrical shape and is inserted into the crankcase of the engine, and is a core component constituting the combustion chamber together with the upper cylinder head and the internal piston. There is cooling water in the space sealed by the flange at the top of the cylinder liner and the O-ring at the bottom, and it acts to cool the internal combustion heat from the outside of the cylinder liner.

엔진에서는 실린더에서 발생된 고온의 연소열을 냉각시키기 위하여 실린더 라이너 외부에 냉각수를 직접 접촉시키는 습식 냉각 방식(wet cooling type)이 적용할 수 있다. 실린더 라이너 외부 표면에서는 냉각작용이 이루어질 때, 실린더 라이너 내부 표면에서는 폭발행정시 피스톤의 상하직선운동이 크랭크 축의 회전운동으로 변환되는 과정에서 커넥팅 로드의 측압에 의해 피스톤이 실린더 라이너를 타격하게 된다. In engines, in order to cool the high-temperature combustion heat generated from the cylinder, a wet cooling type in which the coolant is directly contacted outside the cylinder liner can be applied. When a cooling action occurs on the outer surface of the cylinder liner, the piston strikes the cylinder liner by the side pressure of the connecting rod in the process of converting the vertical linear motion of the piston into the rotational motion of the crankshaft during the explosion stroke on the inner surface of the cylinder liner.

이때 냉각수와 접촉된 실린더 라이너의 외부 표면에는 필연적으로 기포가 발생되는데 기포는 실린더 라이너 표면에서 붕괴가 일어난다. 이러한 기포의 발생, 성장과 붕괴 과정을 냉각수 캐비테이션(cavitation)이라고 하며, 주철재 실린더 라이너의 표면은 엔진 가동시간이 누적되면서 캐비테이션에 의한 침식이 발생된다. At this time, bubbles are inevitably generated on the outer surface of the cylinder liner in contact with the coolant, and the bubbles collapse on the surface of the cylinder liner. The process of generation, growth, and collapse of such bubbles is called coolant cavitation, and the surface of the cast iron cylinder liner is eroded by cavitation as the engine operating time is accumulated.

실린더 라이너의 침식과정이 지속되면 천공이 발생되고, 미량의 냉각수가 실린더라이너 벽을 통과하여 연소실로 유입되는데, 실린더라이너의 캐비테이션의 침식상태가 장기간 유지될 경우, 엔진은 냉각수가 혼합된 엔진오일로 인하여 오일압력이 저하되면서 구동계통의 손상을 초래한다. If the erosion process of the cylinder liner continues, perforation occurs, and a trace amount of coolant passes through the cylinder liner wall and flows into the combustion chamber.If the erosion condition of the cavitation of the cylinder liner is maintained for a long period of time, the engine uses engine oil mixed with coolant. As a result, the oil pressure decreases, causing damage to the drive system.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 이러한 실린더 라이너의 외부에 냉각수에 의해 발생되는 캐비테이션 침식에 저항력을 갖도록 실린더 라이너 외부 표면에 부분적으로 또는 부분적으로 두께가 상이한 경질 크롬 도금층을 제공하고자 한다.According to an exemplary embodiment of the present application, it is intended to provide a hard chromium plating layer having a partially or partially different thickness on the outer surface of the cylinder liner so as to have resistance to cavitation erosion generated by cooling water on the outside of the cylinder liner.

실린더 라이너의 외면에 형성된 도금층을 보여주는 개략도를 도 2에 도시하고, 실린더 라이너의 외면에 크롬 도금층을 형성하기 전과 도금층을 형성한 후의 이미지를 도 3에 도시한다.2 is a schematic diagram showing a plating layer formed on the outer surface of the cylinder liner, and FIG. 3 shows images before and after the chromium plating layer is formed on the outer surface of the cylinder liner.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 출원의 일 측면은 습식 실린더 라이너(10)를 포함한다.As shown in Figure 2, one aspect of the present application includes a wet cylinder liner (10).

실린더 라이너(10)는 크랭크케이스 접촉부(11), 몸통부(13) 및 밀폐용 오링 장착홈부(15)를 포함한다.The cylinder liner 10 includes a crankcase contact portion 11, a body portion 13, and an O-ring mounting groove 15 for sealing.

크랭크케이스 Crankcase 접촉부Contact

크랭크케이스 접촉부(11)는 엔진의 구성 중 하나인 크랭크의 케이스와 결합되는 부분이다. 크랭크 및 크랭크 케이스는 본 기술 분야의 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 구성으로서, 본 명세서에서는 특별히 설명을 하지 않으며, 그 형태나 종류에 관계 없이, 실린더 라이너와 크랭크 케이스가 맞닿는 부분을 크랭크케이스 접촉부라고 지칭한다. The crankcase contact part 11 is a part that is coupled to the crank case, which is one of the components of the engine. The crank and crankcase are configurations that can be easily understood by those skilled in the art, and are not specifically described in this specification, and regardless of the shape or type, the portion where the cylinder liner and the crankcase abuts is referred to as a crankcase contact part. do.

또한, 실린더 라이너의 형상에 따라 크랭크케이스 접촉부의 크기나 형상 등이 변경될 수 있다. In addition, the size or shape of the crankcase contact portion may be changed according to the shape of the cylinder liner.

밀폐용 Sealing 오링O-ring 장착홈부Mounting groove

밀폐용 오링 장착홈부(15)는 밀폐용 오링(o-ring)이 장착되는 홈이 형성된 부위를 의미한다. 밀폐용 오링은 본 기술 분야의 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 구성으로서, 본 명세서에서는 특별히 설명을 하지 않으며, 그 형태나 종류에 관계 없이, 실린더 라이너와 밀폐용 오링이 장착되는 부분을 밀폐용 오링 장착홈부라고 지칭한다. The sealing O-ring mounting groove 15 refers to a portion in which a groove to which a sealing O-ring is mounted is formed. The sealing O-ring is a configuration that can be easily understood by those skilled in the art, and it is not described in particular in this specification, and regardless of its shape or type, the cylinder liner and the sealing O-ring are mounted on the part where the sealing O-ring is mounted. It is referred to as a groove.

몸통부Torso

몸통부(13)는 크랭크케이스 접촉부(11)와 밀폐용 오링 장착홈부(15) 사이에 위치되는 나머지 부분을 몸통부라고 지칭하며, 특히, 이 부분에는 습식 실린더 라이너의 냉각수와 맞닿는 부분이다.The body portion 13 refers to the remaining portion positioned between the crankcase contact portion 11 and the sealing O-ring mounting groove 15 as a body portion, and in particular, this portion is a portion in contact with the coolant of the wet cylinder liner.

즉, 본 출원에서는 크랭크케이스, 밀폐용 오링, 실린더 라이너 등의 구체적인 형상과 관련하여, 그 형상을 한정하는 것이 아니라, 크랭크케이스와 접촉되는 실린더 라이너의 외부면에 코팅층을 형성하는 기술에 관한 것이다.That is, the present application relates to a technology for forming a coating layer on the outer surface of the cylinder liner in contact with the crankcase, not limiting the shape, with respect to the specific shape of the crankcase, sealing O-ring, cylinder liner, and the like.

제 1No. 1 경질 크롬 Hard chrome 도금층Plating layer

그리고, 크랭크케이스 접촉부(11)의 외면에는 제 1 경질 크롬 도금층(21)이 형성된다. Further, a first hard chromium plating layer 21 is formed on the outer surface of the crankcase contact portion 11.

본 출원에서는 전술한 캐비테이션 문제를 비롯해 내마모성 등을 향상시키기 위하여, 경질 크롬도금을 적용한다. 일 예시에서는 경질 크롬도금은 다른 금속이나 입자가 포함되지 않은 순수 크롬 금속 도금층을 의미할 수 있다. In the present application, hard chromium plating is applied to improve abrasion resistance as well as the aforementioned cavitation problem. In one example, hard chromium plating may mean a pure chromium metal plating layer that does not contain other metals or particles.

도금을 형성하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 황산욕, 불화욕, 유기 촉매욕 등을 이용한 다양한 도금 방법을 이용할 수 있다.The method of forming the plating is not particularly limited, but various plating methods using a sulfuric acid bath, a fluorinated bath, an organic catalyst bath, or the like can be used.

여기서, 제 1 경질 크롬 도금층의 두께는 100 ㎛ 내지 150 ㎛인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the thickness of the first hard chromium plating layer is 100 µm to 150 µm.

또한, 제 1 경질 크롬 도금층의 표면 경도는 700 내지 1000 Hv인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the surface hardness of the first hard chromium plating layer is 700 to 1000 Hv.

제 2Second 경질 크롬 Hard chrome 도금층Plating layer

또한, 몸통부(13)의 외면에는 제 2 경질 크롬 도금층(23)이 형성된다.In addition, a second hard chromium plating layer 23 is formed on the outer surface of the body 13.

일 예시로서, 제 2 경질 크롬 도금층이 형성되는 부위는 습식 실린더 라이너에 공급되는 냉각수와 접촉되는 부분으로 한정될 수 있다.As an example, the portion where the second hard chromium plating layer is formed may be limited to a portion in contact with the cooling water supplied to the wet cylinder liner.

여기서, 제 2 경질 크롬 도금층의 두께는 200 ㎛ 내지 250 ㎛인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the thickness of the second hard chromium plating layer is 200 µm to 250 µm.

또한, 제 2 경질 크롬 도금층의 표면 경도는 700 내지 1000 Hv인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the surface hardness of the second hard chromium plating layer is 700 to 1000 Hv.

일 예시로서, 제 2 경질 크롬 도금층 상에 추가 도금층이 형성될 수 있다.As an example, an additional plating layer may be formed on the second hard chromium plating layer.

제 3Third 경질 크롬 Hard chrome 도금층Plating layer

그리고, 오링 장착홈부(15)의 외면에는 제 3 경질 크롬 도금층(25)이 형성된다.In addition, a third hard chromium plating layer 25 is formed on the outer surface of the O-ring mounting groove 15.

여기서, 제 3 경질 크롬 도금층의 두께는 100 ㎛ 내지 150 ㎛인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the thickness of the third hard chromium plating layer is 100 µm to 150 µm.

또한, 제 3 경질 크롬 도금층의 표면 경도는 700 내지 1000 Hv인 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the surface hardness of the third hard chromium plating layer is 700 to 1000 Hv.

도금층의 두께와 관련하여, 일 예시로서, 제 1 경질 크롬 도금층과 제 2 경질 크롬 도금층 경계에서는, 제 2 경질 크롬 도금층으로부터 제 1 경질 크롬 도금층 방향으로 도금층의 두께가 감소하도록 구배가 형성된다.Regarding the thickness of the plating layer, as an example, at the boundary between the first hard chromium plating layer and the second hard chromium plating layer, a gradient is formed such that the thickness of the plating layer decreases from the second hard chromium plating layer toward the first hard chromium plating layer.

또한, 일 예시로서, 제 3 경질 크롬 도금층과 제 2 경질 크롬 도금층 경계에서는, 제 2 경질 크롬 도금층으로부터 제 3 경질 크롬 도금층 방향으로 도금층의 두께가 감소하도록 구배가 형성된다.In addition, as an example, at the boundary between the third hard chromium plating layer and the second hard chromium plating layer, a gradient is formed so that the thickness of the plating layer decreases from the second hard chromium plating layer toward the third hard chromium plating layer.

도금층의 크랙 수와 관련하여, 일 예시로서, 제 2 경질 크롬 도금층의 단위 길이 당 크랙의 수는 제 1 경질 크롬 도금층의 단위 길이 당 크랙의 수 및 제 3 경질 크롬 도금층의 단위 길이 당 크랙의 수보다 크다. 즉, 냉각수와 맞닿는 부분인 몸통부의 외면에 형성된 제 2 경질 크롬 도금층의 당 크랙의 수가 가장 작다.Regarding the number of cracks in the plating layer, as an example, the number of cracks per unit length of the second hard chromium plating layer is the number of cracks per unit length of the first hard chromium plating layer and the number of cracks per unit length of the third hard chromium plating layer. Greater than That is, the number of cracks per second hard chromium plating layer formed on the outer surface of the body portion that is in contact with the cooling water is the smallest.

본 출원에서는 실린더 라이너 외벽에서 발생하는 캐비테이션 손상 방지가 목적이므로, 도금 층에 형성된 기공이 오히려 캐비테이션 저항성을 저하시키는 큰 요인이 될 수 있으므로, 상대적으로 도금층이 치밀한 일반적인 경질 크롬도금을 적용한다.In the present application, since the object is to prevent cavitation damage occurring on the outer wall of the cylinder liner, the pores formed in the plating layer may be a large factor in lowering the cavitation resistance, and thus, a general hard chromium plating with a relatively dense plating layer is applied.

이를 통하여, 경질 크롬도금(공업용 크롬도금)은 대전류, 고온에서 도금액속의 크롬산이 전기분해되어 크롬을 재료 표면을 두껍게 하는 도금으로 내마모성, 내식성, 마찰특성, 윤활성, 내열성이 좋고, Hv 700~1000의 우수한 경도를 가지고 있어서, 실린더라이너에 적용할 경우 냉각수에 의한 캐비테이션 침식 저항성을 갖게 되어 반영구적 사용이 가능하다.Through this, hard chromium plating (industrial chromium plating) is a plating that thickens the material surface by electrolyzing chromic acid in the plating solution at high current and high temperature. It has excellent hardness, and when applied to a cylinder liner, it has resistance to cavitation erosion by cooling water, so it can be used semi-permanently.

이하, 실험예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present application will be described in more detail through experimental examples.

[[ 실험예Experimental example ]]

실린더 라이너의 외면에 형성된 크롬 도금층의 미세조직을 확인하기 위하여, 크롬 도금층이 형성된 실린더 라이너의 횡단면을 촬영한 이미지를 도 6에 도시한다.In order to confirm the microstructure of the chromium plating layer formed on the outer surface of the cylinder liner, an image taken of a cross section of the cylinder liner on which the chromium plating layer is formed is shown in FIG. 6.

도 4에 도시한 바와 같이, 도금 층의 두께는 약 120μm로 균일하였고, 표면경도는 약 850 Hv로 나타났다. 도금 층 내부에서는 경질 크롬도금에서 흔히 볼 수 있는 다수의 미세 기공들이 관찰되었고 도금 층과 모재(회주철)의 경계층에서는 기공이나 크랙과 같은 결함이 발견되지 않아 도금 층의 결합력은 우수할 것으로 예상된다.As shown in FIG. 4, the thickness of the plating layer was uniform at about 120 μm, and the surface hardness was about 850 Hv. Inside the plating layer, many micropores commonly found in hard chromium plating were observed, and defects such as pores or cracks were not found in the boundary layer between the plating layer and the base material (gray cast iron), so the bonding strength of the plating layer is expected to be excellent.

전술한 바와 같이, 종래에는 내연기관의 피스톤 링이나 실린더라이너에 경질 크롬도금기술을 적용하여 사용 수명을 연장시키는 기술이 기 적용되고 있다. 특히 실린더라이너의 경우에는 주로 실린더 내벽에 다공성(porous) 크롬도금을 실시하여 윤활유의 침투성을 향상시킴으로써 고속도, 고압력 운동부의 고착을 방지하고 내마모성을 향상시키고 있다. 그러나 본 출원에서는 실린더 라이너 외벽에서 발생하는 캐비테이션 손상 방지가 목적이므로, 도금층에 형성된 기공이 오히려 캐비테이션 저항성을 저하시키는 큰 요인이 될 수 있으므로, 상대적으로 도금 층이 치밀한 일반적인 경질 크롬도금을 적용하였다.As described above, conventionally, a technique for extending the service life by applying a hard chromium plating technique to a piston ring or a cylinder liner of an internal combustion engine has been previously applied. In particular, in the case of cylinder liners, porous chromium plating is mainly applied to the inner wall of the cylinder to improve the permeability of lubricating oil, thereby preventing sticking of high speed and high pressure moving parts and improving wear resistance. However, in the present application, since the aim is to prevent cavitation damage occurring on the outer wall of the cylinder liner, the pores formed in the plating layer may rather become a large factor in lowering the cavitation resistance, and thus, a general hard chromium plating with a relatively dense plating layer was applied.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present application, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present application within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.

10: 실린더 라이너
11: 크랭크케이스 접촉부
13: 몸통부
15: 밀폐용 오링 장착홈부
21: 제 1 경질 크롬 도금층
23: 제 2 경질 크롬 도금층
25: 제 3 경질 크롬 도금층
10: cylinder liner
11: crankcase contact
13: torso
15: O-ring mounting groove for sealing
21: first hard chromium plating layer
23: second hard chromium plating layer
25: third hard chromium plating layer

Claims (5)

습식 실린더 라이너에 있어서,
크랭크케이스 접촉부, 몸통부 및 밀폐용 오링 장착홈부를 포함하는 실린더 라이너;
크랭크케이스 접촉부의 외면에 형성된 제 1 경질 크롬 도금층;
몸통부의 외면에 형성된 제 2 경질 크롬 도금층; 및
오링 장착홈부의 외면에 형성된 제 3 경질 크롬 도금층을 포함하며,
상기 크롬 도금층은 순수 크롬 금속 도금층이며,
제 1 경질 크롬 도금층의 두께는 100 ㎛ 내지 150 ㎛이고,
제 2 경질 크롬 도금층의 두께는 200 ㎛ 내지 250 ㎛이며, 및
제 3 경질 크롬 도금층의 두께는 100 ㎛ 내지 150 ㎛이며,
제 1 경질 크롬 도금층과 제 2 경질 크롬 도금층 경계에서는, 제 2 경질 크롬 도금층으로부터 제 1 경질 크롬 도금층 방향으로 도금층의 두께가 감소하도록 구배가 형성되며,
제 3 경질 크롬 도금층과 제 2 경질 크롬 도금층 경계에서는, 제 2 경질 크롬 도금층으로부터 제 3 경질 크롬 도금층 방향으로 도금층의 두께가 감소하도록 구배가 형성되는 습식 실린더 라이너.
In the wet cylinder liner,
A cylinder liner including a crankcase contact portion, a body portion, and an O-ring mounting groove for sealing;
A first hard chromium plating layer formed on the outer surface of the crankcase contact portion;
A second hard chromium plating layer formed on the outer surface of the body portion; And
It includes a third hard chromium plating layer formed on the outer surface of the O-ring mounting groove,
The chromium plating layer is a pure chromium metal plating layer,
The thickness of the first hard chromium plating layer is 100 µm to 150 µm,
The thickness of the second hard chromium plating layer is 200 µm to 250 µm, and
The thickness of the third hard chromium plating layer is 100 µm to 150 µm,
At the boundary between the first hard chromium plating layer and the second hard chromium plating layer, a gradient is formed so that the thickness of the plating layer decreases from the second hard chromium plating layer toward the first hard chromium plating layer,
A wet cylinder liner having a gradient formed at a boundary between the third hard chromium plating layer and the second hard chromium plating layer so that the thickness of the plating layer decreases in a direction from the second hard chromium plating layer to the third hard chromium plating layer.
제 1 항에 있어서,
제 2 경질 크롬 도금층이 형성되는 부위는 습식 실린더 라이너에 공급되는 냉각수와 접촉되는 부분으로 한정되는 습식 실린더 라이너.
The method of claim 1,
A wet cylinder liner where the second hard chromium plating layer is formed is limited to a portion in contact with the coolant supplied to the wet cylinder liner.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
제 1 경질 크롬 도금층의 표면 경도는 700 내지 1000 Hv이고, 제 2 경질 크롬 도금층의 표면 경도는 700 내지 1000 Hv이며, 제 3 경질 크롬 도금층의 표면 경도는 700 내지 1000 Hv인 습식 실린더 라이너.
The method of claim 1,
The surface hardness of the first hard chromium plating layer is 700 to 1000 Hv, the surface hardness of the second hard chromium plating layer is 700 to 1000 Hv, and the surface hardness of the third hard chromium plating layer is 700 to 1000 Hv.
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