KR102344891B1 - Manufacturing method for spline hub - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스플라인 허브 제조시 열간단조, 1차 선삭 및 2차 선삭 공정을 제거함으로써 투입되는 원자재 량 및 버려지는 원자재 량을 최소화함과 동시에 정밀한 형상을 갖는 스플라인 허브를 제조할 수 있는 스플라인 허브 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 스플라인 허브 제조방법은, 원자재를 준비하는 준비 단계와, 상기 원자재를 어닐링(Annealing)하는 제1열처리 단계와, 상기 제1열처리 단계가 완료된 원자재를 숏 블라스트(Shot blast) 가공하는 표면처리 단계와, 상기 표면처리 단계가 완료된 원자재를 본데라이트 처리하는 윤활처리 단계와, 상기 윤활처리 단계가 완료된 원자재를 냉간단조하여 스플라인 허브의 윤곽을 가지는 예비 성형품을 제조하는 1차성형 단계와, 상기 예비 성형품을 냉간단조하여 치수 정밀도가 향상된 재공품을 제조하는 2차성형 단계와, 상기 재공품을 노멀라이징(Normalizing)하는 제2열처리 단계와, 상기 제2열처리 단계가 완료된 재공품의 중심부를 관통하는 보스홀과 상기 재공품의 외경을 따라 소정 간격으로 형성되는 복수 개의 유로홀을 형성하는 피어싱 단계와, 상기 보스홀에 스플라인(Spline)을 형성하는 브로칭 단계 및 상기 브로칭 단계가 완료된 재공품을 정삭 가공하여 완제품을 제조하는 가공 단계를 포함한다.
The present invention is a spline hub manufacturing method capable of manufacturing a spline hub having a precise shape while minimizing the amount of input and wasted raw materials by eliminating hot forging, primary turning, and secondary turning processes when manufacturing the spline hub. is about
The spline hub manufacturing method according to the present invention includes a preparation step of preparing a raw material, a first heat treatment step of annealing the raw material, and shot blasting the raw material on which the first heat treatment step is completed. A surface treatment step, a lubrication step of bonding the raw material on which the surface treatment step has been completed, and a primary forming step of cold forging the raw material on which the lubrication step has been completed to produce a preform having the outline of a spline hub; A secondary forming step of cold forging the preform to manufacture a work-in-progress with improved dimensional accuracy, a second heat treatment step of normalizing the work-in-progress, and a boss hole passing through the center of the work-in-progress on which the second heat treatment step is completed and a piercing step of forming a plurality of flow path holes formed at predetermined intervals along the outer diameter of the work-in-progress, a broaching step of forming splines in the boss hole, and finishing the work-in-progress on which the broaching step is completed to finish the finished product It includes a processing step to manufacture.

Description

스플라인 허브 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR SPLINE HUB}Spline hub manufacturing method

본 발명은 스플라인 허브 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스플라인 허브 제조시 초기 투입되는 원자재 량을 최소화할 수 있는 스플라인 허브 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a spline hub, and more particularly, to a method for manufacturing a spline hub capable of minimizing the amount of raw materials initially input when manufacturing the spline hub.

자동변속기(Automatic transmission) 구성부품 중 하나인 스플라인 허브(Spline hub)는 토크 컨버터의 터빈 중심에 장착되는 핵심 부품으로서, 터빈의 동력을 변속기의 입력 축에 전달하는 역할을 한다.A spline hub, one of the components of an automatic transmission, is a core part mounted at the center of the turbine of the torque converter, and serves to transmit the power of the turbine to the input shaft of the transmission.

이러한 스플라인 허브는 복잡한 형상 및 치수관리가 매우 중요한 부품으로서, 가공 기술에 따라 품질 및 정밀도에 큰 영향을 미치게 되며 높은 정밀도를 갖는 제품을 제조하기 위해 복잡한 가공 공정을 실시하게 된다.Such a spline hub is a part where complex shape and dimensional control are very important, and the quality and precision are greatly affected depending on the processing technology, and a complicated processing process is performed to manufacture a product with high precision.

스플라인 허브를 제조하기 위한 일반적인 공정은 원자재 투입 → 열간단조 → 1차 선삭 가공 → 2차 선삭 가공 → 홀 및 스플라인 가공(Piercing & Broaching) → 정삭가공 → 세척 → 완제품 포장 → 출하의 순서로 이루어진다.The general process for manufacturing a spline hub consists of raw material input → hot forging → 1st turning → 2nd turning → Hole and spline machining (Piercing & Broaching) → Finishing machining → Washing → Finished product packaging → Shipping.

하지만, 원자재에 열간단조를 실시하기 위해서는 공정 및 설비가 복잡해져 생산비용이 급격히 증가할 뿐만 아니라, 고온으로 인한 탈탄, 표면불량, 스케일, 흠 등의 결점이 발생되는 문제점이 있다.However, in order to perform hot forging on raw materials, there is a problem in that the process and equipment are complicated, so that the production cost is rapidly increased, and defects such as decarburization, surface defects, scale, and scratches are generated due to high temperature.

또한, 열처리가 완료된 원자재에 1차 선삭 및 2차 선삭을 실시하여 스플라인 허브의 형상으로 가공하게 되는데, 이때 손실되는 원자재의 양이 초기 투입한 원자재 양의 약 55%에 달하게 되는 문제점이 있다.In addition, primary and secondary turning are performed on the heat-treated raw material to be processed into the shape of a spline hub, and there is a problem in that the amount of raw material lost at this time reaches about 55% of the amount of raw material initially input.

즉, 약 760g의 원자재를 투입하여 1차/2차 선삭 가공 및 1차/2차 정삭 가공을 거친 후 완제품을 제조하게 되면 최종 완성된 스플라인 허브의 중량은 약 350g이 되며, 나머지 410g의 원자재는 가공 단계를 통해 버려지게 된다.That is, if about 760 g of raw material is input and the finished product is manufactured after 1st/2nd turning and 1st/2nd finishing machining, the weight of the final finished spline hub will be about 350g, and the remaining 410g of raw material is It is discarded through the processing step.

본 발명의 실시예는, 스플라인 허브 제조시 열간단조, 1차 선삭 및 2차 선삭 공정을 제거함으로써 투입되는 원자재 량 및 버려지는 원자재 량을 최소화함과 동시에 정밀한 형상을 갖는 스플라인 허브를 제조할 수 있는 스플라인 허브 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An embodiment of the present invention is capable of manufacturing a spline hub having a precise shape while minimizing the amount of input and wasted raw materials by eliminating hot forging, primary turning, and secondary turning processes when manufacturing the spline hub. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a spline hub.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스플라인 허브 제조방법은, 원자재를 준비하는 준비 단계와, 상기 원자재를 어닐링(Annealing)하는 제1열처리 단계와, 상기 제1열처리 단계가 완료된 원자재를 숏 블라스트(Shot blast) 가공하는 표면처리 단계와, 상기 표면처리 단계가 완료된 원자재를 본데라이트 처리하는 윤활처리 단계와, 상기 윤활처리 단계가 완료된 원자재를 냉간단조하여 스플라인 허브의 윤곽을 가지는 예비 성형품을 제조하는 1차성형 단계와, 상기 예비 성형품을 냉간단조하여 치수 정밀도가 향상된 재공품을 제조하는 2차성형 단계와, 상기 재공품을 노멀라이징(Normalizing)하는 제2열처리 단계와, 상기 제2열처리 단계가 완료된 재공품의 중심부를 관통하는 보스홀과 상기 재공품의 외경을 따라 소정 간격으로 형성되는 복수 개의 유로홀을 형성하는 피어싱 단계와, 상기 보스홀에 스플라인(Spline)을 형성하는 브로칭 단계 및 상기 브로칭 단계가 완료된 재공품을 정삭 가공하여 완제품을 제조하는 가공 단계를 포함한다.A spline hub manufacturing method according to the present invention for achieving this object includes a preparation step of preparing a raw material, a first heat treatment step of annealing the raw material, and shot blasting the raw material on which the first heat treatment step is completed. Shot blast) surface treatment step, lubrication step of bonding the raw material on which the surface treatment step has been completed, and cold forging the raw material on which the lubrication step has been completed 1 to manufacture a preform having the outline of a spline hub The secondary forming step, the secondary forming step of cold forging the preform to manufacture a work-in-progress with improved dimensional accuracy, a second heat treatment step of normalizing the work-in-progress, and the center of the work-in-progress on which the second heat treatment step is completed A piercing step of forming a boss hole passing through and a plurality of flow path holes formed at predetermined intervals along the outer diameter of the work-in-process, a broaching step of forming splines in the boss hole, and a work-in-progress on which the broaching step is completed It includes a processing step of manufacturing a finished product by finishing processing.

상기 2차성형 단계를 통해 제조된 재공품은 상기 완제품 대비 0.5mm ~ 1.0mm의 두께 가공 여유를 가지는 것을 특징으로 한다.The work-in-process manufactured through the secondary molding step is characterized in that it has a thickness processing allowance of 0.5 mm to 1.0 mm compared to the finished product.

상기 1차성형 단계 및 2차성형 단계는 서로 다른 금형을 이용하여 실시하며, 상기 2차성형 단계시 사용되는 금형은 상기 1차성형 단계시 사용되는 금형보다 스플라인 허브의 전체 윤곽이 더 정밀하게 형성된 것을 특징으로 한다.The primary molding step and the secondary molding step are performed using different molds, and the mold used in the secondary molding step has a more precise overall outline of the spline hub than the mold used in the primary molding step. characterized in that

상기 원자재는 SCM415 합금인 것을 특징으로 한다.The raw material is characterized in that the SCM415 alloy.

상기 브로칭 단계와 가공 단계 사이에는 상기 브로칭 단계가 완료된 재공품에 침탄 열처리를 실시하는 제3열처리 단계를 포함한다.Between the broaching step and the processing step, a third heat treatment step of performing carburizing heat treatment on the work-in-progress on which the broaching step is completed is included.

상기 표면처리 단계에 투입되는 원자재의 중량은 상기 완제품 중량의 1.5배 이하인 것을 특징으로 한다.The weight of the raw material input in the surface treatment step is characterized in that 1.5 times or less of the weight of the finished product.

본 발명은 하기와 같은 다양한 효과가 있다.The present invention has various effects as follows.

첫째, 본 발명은 최종 목표로 하는 완제품의 중량 대비 1.5배 이하의 중량을 가지는 원자재를 투입하여 정밀한 형상을 갖는 스플라인 허브를 제조함으로써 소모되는 원자재 량을 최소화할 수 있다.First, the present invention can minimize the amount of raw materials consumed by manufacturing a spline hub having a precise shape by inputting raw materials having a weight of 1.5 times or less compared to the weight of the final target finished product.

둘째, 본 발명은 SCM415 합금을 이용하여 제2열처리 단계를 실시함으로써 높은 강도와 경도 및 인성을 확보할 수 있다.Second, the present invention can secure high strength, hardness, and toughness by performing the second heat treatment step using the SCM415 alloy.

셋째, 본 발명은 종래의 열간단조를 실시하지 않음으로써 장비의 소형화 및 비용절감을 극대화하는 효과가 있다.Third, the present invention has the effect of maximizing the miniaturization and cost reduction of equipment by not performing the conventional hot forging.

넷째, 본 발명은 종래의 1차 선삭 및 2차 선삭을 실시하지 않음으로써 제조공정 및 시간을 단축시킬 수 있으며, 선삭을 통해 많은 원자재가 버려지는 문제점을 해결하는 효과가 있다.Fourth, the present invention can shorten the manufacturing process and time by not performing the conventional primary and secondary turning, and has an effect of solving the problem of wasting a lot of raw materials through turning.

도 1은 본 발명에 따른 스플라인 허브 제조방법의 순서도이다.
도 2는 Fe-C계 합금의 상태도이다.
도 3은 본 발명에 따른 예비 성형품 및 완제품의 형상과 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 1차성형 단계 및 2차성형 단계시 원자재가 성형되는 모습을 나타낸 도면이다.
1 is a flowchart of a spline hub manufacturing method according to the present invention.
Figure 2 is a state diagram of the Fe-C-based alloy.
3 is a view showing the shape and cross section of the preform and the finished product according to the present invention.
4 is a view showing a state in which raw materials are molded during the primary forming step and the secondary forming step according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하며, 배경기술 및 이미 설명한 구성의 도면번호는 특별한 언급이 없다면 동일하게 적용된다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and reference numerals of the background art and the previously described configurations are the same unless otherwise noted.

이하에서 설명되는 본 발명의 스플라인 허브 제조방법에 관한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 그 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현할 수 있다.The description of the spline hub manufacturing method of the present invention described below is a preferred embodiment of the present invention, and is not limited to the embodiment, but may be implemented in various forms.

또한, 이하에서 설명되는 각 구성에 대한 형상 및 크기 등은 대표적인 실시예를 나타낸 것일 뿐 고정된 것이 아니며, 동일한 효과를 구현할 수 있다면 다양하게 변경 가능하다.In addition, the shape and size of each configuration described below are merely representative of the exemplary embodiment, and are not fixed, and can be variously changed if the same effect can be realized.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스플라인(270) 허브 제조방법은, 준비 단계(S10), 제1열처리 단계(S20), 표면처리 단계(S30), 윤활처리 단계(S40), 1차성형 단계(S50), 2차성형 단계(S60), 제2열처리 단계(S70), 피어싱 단계(S80), 브로칭 단계(S81), 제3열처리 단계(S90) 및 가공 단계(S100)를 포함한다. 1 and 4, the spline 270 hub manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a preparation step (S10), a first heat treatment step (S20), a surface treatment step (S30), and lubrication. Treatment step (S40), primary forming step (S50), secondary forming step (S60), second heat treatment step (S70), piercing step (S80), broaching step (S81), third heat treatment step (S90) and a processing step (S100).

준비 단계(S10)는 원기둥 형태의 중실형 원자재(100)를 준비하는 단계로서, 후술하는 표면처리 단계(S30)에 투입하기 위해 적절한 크기로 절단하거나 세척하는 과정이 추가될 수 있다.The preparation step (S10) is a step of preparing the solid raw material 100 in the form of a cylinder, and a process of cutting or washing to an appropriate size for input to a surface treatment step (S30) to be described later may be added.

본 발명의 일 실시예에서는 중실형 원자재(100)의 재료로 SCM415 합금을 적용하였다. SCM415 합금은 크롬(Cr)과 몰리브덴(Mo)이 소량 첨가되고 탄소가 0.15% 첨가된 합금강으로, SCM415 합금의 기계적 특성을 향상시키기 위해 후술하는 제3열처리 단계(S90)를 실시하는 것이 바람직하며, SCM415 합금을 적용함으로써 높은 표면 강도와 연성을 동시에 가지는 스플라인 허브를 제조하는 것이 가능하다.In an embodiment of the present invention, SCM415 alloy was applied as a material of the solid raw material 100 . SCM415 alloy is an alloy steel in which small amounts of chromium (Cr) and molybdenum (Mo) are added and 0.15% carbon is added, and it is preferable to perform the third heat treatment step (S90), which will be described later, in order to improve the mechanical properties of the SCM415 alloy, By applying SCM415 alloy, it is possible to manufacture a spline hub having high surface strength and ductility at the same time.

제1열처리 단계(S20)는 준비된 원자재(100)를 어닐링(Annealing) 열처리하여 내부 잔류 응력을 제거함과 동시에 결정립을 미세화하여 연성을 향상시키는 단계이며, 도 2에 도시된 바와 같이, SCM415 합금에 재결정이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 A1변태점(726℃) 이하의 온도에서 어닐링하며, 보다 바람직하게는 재결정이 미세하게 발생되는 것을 방지할 수 있도록 680℃ 이하의 온도로 가열 후 서냉하는 것이 바람직하다.The first heat treatment step (S20) is a step for improving ductility by refining grains while removing internal residual stress by performing annealing heat treatment of the prepared raw material 100, and as shown in FIG. 2, recrystallize the SCM415 alloy It is annealed at a temperature below the A1 transformation point (726°C) to prevent this from occurring, and more preferably, it is preferable to slowly cool after heating to a temperature below 680°C to prevent recrystallization from occurring finely.

제1열처리 단계(S20)가 완료된 원자재(100)는 표면에 존재하는 스케일을 제거함과 동시에 더 많은 윤활제가 부착될 수 있도록 숏 블라스트(Shot blast) 가공을 하는 표면처리 단계(S30)를 실시한다.The raw material 100 on which the first heat treatment step (S20) has been completed is subjected to a surface treatment step (S30) of removing scale present on the surface and performing a shot blast process so that more lubricant can be attached at the same time.

원자재(100)를 적절한 크기로 절단하는 과정은 상술한 준비 단계(S10)에서 실시하는 것도 가능하지만 제1열처리 단계(S20)가 완료된 후 실시하여 표면처리 단계(S30)를 진행하는 것도 가능하다.The process of cutting the raw material 100 to an appropriate size may be performed in the above-described preparation step (S10), but it is also possible to perform the surface treatment step (S30) after the first heat treatment step (S20) is completed.

종래의 열간단조를 이용하여 스플라인(270) 허브를 제조하기 위해서는 최종 목표로 하는 완제품(130)의 중량 대비 약 2배 이상의 중량을 가지는 원자재(100)를 투입하여야 하지만 본 발명에 따른 1차성형 단계(S50) 및 2차성형 단계(S60)의 적용시에는 완제품(130) 중량 대비 1.5배 이하의 중량을 가지는 원자재(100)를 투입하는 것 만으로도 동일한 중량을 가지는 최종 완제품(130)을 제조할 수 있다.In order to manufacture the spline 270 hub using the conventional hot forging, raw material 100 having a weight of about twice or more compared to the weight of the final target finished product 130 must be input, but the primary forming step according to the present invention When applying (S50) and the secondary molding step (S60), the final finished product 130 having the same weight can be manufactured just by adding the raw material 100 having a weight of 1.5 times or less compared to the weight of the finished product 130. have.

본 발명의 가장 중요한 목적인 원자재(100)의 손실을 최소화하기 위해 본 발명의 실시예에서는 완제품(130) 중량(346g)의 1.5배 이하의 중량을 가지는 원자재(100)(508g)를 투입하였으며, 완제품(130)이 제조될 때까지 162g의 원자재(100) 손실이 발생 되었다.In order to minimize the loss of the raw material 100, which is the most important object of the present invention, in the embodiment of the present invention, raw materials 100 (508 g) having a weight of 1.5 times or less of the weight (346 g) of the finished product 130 were added, and the finished product Until 130 was produced, a loss of 162 g of raw material (100) occurred.

표면처리 단계(S30)가 완료된 원자재(100)는 본데라이트 처리를 통해 인산염 피막을 형성시킴으로써 내식성을 향상시키는 윤활처리 단계(S40)를 실시한다.The raw material 100 on which the surface treatment step (S30) is completed is subjected to a lubrication treatment step (S40) to improve corrosion resistance by forming a phosphate film through bonderite treatment.

윤활처리가 완료된 원자재(100)는 냉간단조를 통해 스플라인(270) 허브의 형상으로 성형하게 되는데, 한 번의 냉간단조만으로 스플라인(270) 허브의 형상을 정밀하게 성형하게 되면 금형과 같은 공구에 매우 많은 부하가 발생되어 파손되는 문제점이 발생되므로 바람직하지 않다.The raw material 100 that has been lubricated is molded into the shape of the spline 270 hub through cold forging. If the shape of the spline 270 hub is precisely formed with only one cold forging, a very large amount of It is not preferable because a load is generated and a problem of damage occurs.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 1차성형 단계(S50)와 2차성형 단계(S60)로 나누어 실시하는 것이 바람직하며, 하나의 금형에서 2번 나누어 냉간단조를 실시하는 것보다 스플라인(270) 허브의 형상 정밀도가 서로 다르게 형성된 금형을 이용하여 2번에 걸쳐 보다 정밀한 스플라인(270) 허브를 성형하는 것이 바람직하다.Therefore, as in one embodiment of the present invention, it is preferable to carry out the primary forming step (S50) and the secondary forming step (S60) separately, and rather than performing cold forging by dividing it twice in one mold (spline ( 270) It is preferable to form a more precise spline 270 hub twice by using a mold in which the shape precision of the hub is different from each other.

도 3 및 도 4를 참고하여 자세한 설명을 하기에 앞서, 도 4의 (a)는 2차성형 단계(S60)가 완료된 스플라인(270) 허브 형상의 재공품(120) 단면을 나타낸 도면이고, (b)는 1차성형 단계(S50) 전 제1상부금형(210)과 제1하부금형(220) 사이에 원소재를 투입한 도면, (c)는 1차성형 단계(S50)를 실시중인 도면, (d)는 2차성형 단계(S60)를 실시중인 도면, (d)는 2차성형 단계(S60)가 완료된 도면이다.Prior to a detailed description with reference to FIGS. 3 and 4, (a) of FIG. 4 is a view showing a cross section of the work-in-work 120 in the form of a spline 270 hub in which the secondary forming step (S60) is completed, (b) ) is a view of putting the raw material between the first upper mold 210 and the first lower mold 220 before the primary forming step (S50), (c) is a view of performing the primary forming step (S50), (d) is a view in which the secondary forming step (S60) is being performed, (d) is a view in which the secondary forming step (S60) is completed.

도 2에 도시된 바와 같이, 스플라인(270) 허브의 대략적인 윤곽이 형성된 제1상부금형(210)과 제1하부금형(220) 사이에 절단된 원소재를 투입한 후 1차 냉간성형을 실시하여 치수 정밀도가 낮은 스플라인(270) 허브의 윤곽을 가지는 예비 성형품(110)을 제조한다.As shown in FIG. 2, after putting the cut raw material between the first upper mold 210 and the first lower mold 220 on which the outline of the spline 270 hub is formed, the first cold forming is performed. Thus, the preform 110 having the outline of the spline 270 hub having low dimensional accuracy is manufactured.

그 후, 제1상부금형(210) 및 제1하부금형(220)보다 치수 정밀도가 향상된 제2상부금형(230)과 제2하부금형(240)을 이용하여 예비 성형품(110)에 2차 냉간성형을 실시함으로써 치수 정밀도가 향상된 재공품(120)을 제조한다.Thereafter, using the second upper mold 230 and the second lower mold 240 having improved dimensional accuracy than the first upper mold 210 and the first lower mold 220, the preform 110 is secondary cold. By performing molding, the workpiece 120 with improved dimensional accuracy is manufactured.

이렇게 제조된 재공품(120)은 후술하는 가공 단계(S100)를 거쳐 완제품(130)으로 제조되기 때문에 최종 목표로 하는 완제품(130)보다 전체적인 체적이 더 커야한다. 따라서, 2차성형 단계(S60)를 통해 제조된 재공품(120)은 최종 목표로 하는 완제품(130) 대비 0.5mm ~ 1.0mm의 두께 가공 여유(140)를 가지는 것이 바람직하다.Since the manufactured work-in-process 120 is manufactured as a finished product 130 through a processing step S100 to be described later, the overall volume should be larger than that of the final target finished product 130 . Therefore, it is preferable that the work-in-process 120 manufactured through the secondary forming step S60 has a thickness processing allowance 140 of 0.5 mm to 1.0 mm compared to the final target finished product 130 .

즉, 완제품(130)의 표면으로부터 0.5mm ~ 1.0mm의 두께만큼 더 많은 체적을 가지도록 성형한 후 후술하는 가공 단계(S100)를 통해 치수 정밀도를 향상시키면서 가공하는 것이 바람직하다.That is, it is preferable to process the finished product 130 while improving the dimensional accuracy through a processing step ( S100 ) to be described later after molding to have a larger volume by a thickness of 0.5 mm to 1.0 mm from the surface of the finished product 130 .

2차성형 단계(S60)가 완료된 재공품(120)은 소재의 표준 조직으로 변화시켜 기계가공성을 향상시킬 수 있도록 노멀라이징(Normalizing)을 하는 제2열처리 단계(S70)를 실시한다.The second heat treatment step (S70) of normalizing the work-in-work 120 after the secondary forming step (S60) is completed is changed to a standard structure of the material to improve machinability.

본 발명에 따른 원자재(100)는 SCM415 합금을 적용하였기에 A3 변태점(약 910℃)보다 30℃ ~ 50℃ 낮은 온도범위에서 실시하는 것이 바람직하다.Since the raw material 100 according to the present invention is an SCM415 alloy, it is preferable to be carried out in a temperature range of 30°C to 50°C lower than the A3 transformation point (about 910°C).

2차성형 단계(S60)가 완료된 재공품(120)은 중심부를 관통하는 보스홀(250)과, 재공품(120)의 외경을 따라 소정 간격으로 형성되는 복수 개의 유로홀(260)을 형성하는 피어싱 단계(S80)를 실시한다.A piercing step of forming a boss hole 250 penetrating through the center of the work-in-progress 120 after the secondary forming step (S60) and a plurality of passage holes 260 formed at predetermined intervals along the outer diameter of the work-in-work 120 (S80) is performed.

보스홀(250)과 유로홀(260)은 스플라인(270) 허브에서 기본적으로 갖추어야하는 구성이며, 상술한 1차성형 단계(S50) 및 2차성형 단계(S60)시 정밀한 형성이 어려움으로 별도의 피어싱 단계(S80)를 이용하여 형성하는 것이 바람직할 것이다.The boss hole 250 and the flow hole 260 are a configuration that must be basically provided in the spline 270 hub, and it is difficult to precisely form the above-described primary forming step (S50) and secondary forming step (S60). It would be desirable to form using the piercing step (S80).

피어싱 단계(S80)가 완료되면 보스홀(250)을 관통하며 삽입되는 샤프트와 치결합될 수 있도록 절삭가공을 통해 보스홀(250) 내측면을 따라 스플라인(270)을 형성하는 브로칭(Broaching) 단계를 실시하며, 경우에 따라서는 재공품(120)의 외경을 따라 스플라인(270)을 형성하는 것도 가능하다.When the piercing step (S80) is completed, the spline 270 is formed along the inner surface of the boss hole 250 through cutting so that it can be tooth-engaged with the shaft to be inserted through the boss hole 250. Broaching Steps are performed, and in some cases, it is also possible to form the splines 270 along the outer diameter of the workpiece 120 .

브로칭 단계(S81)가 완료된 SCM415 합금의 재공품(120)은 침탄 열처리를 통해 표면에 탄소를 침투시켜 표면을 고탄소강으로 변화시킴과 동시에 심부는 연성을 유지하도록 하여 고강도, 고경도와 인성을 동시에 확보하는 제3열처리 단계(S90)를 실시한다.The work piece 120 of the SCM415 alloy after the broaching step (S81) is completed has carbon infiltrated into the surface through carburizing heat treatment to change the surface to high carbon steel, and at the same time maintain ductility in the core to secure high strength, high hardness and toughness at the same time A third heat treatment step (S90) is performed.

이러한 제3열처리 단계(S90)는 SCM415 재공품(120)을 900℃~950℃에서 3~4시간 가열 후 약 1mm 깊이로 탄소를 침투시키고, 2번의 담금질을 실시한 후 템퍼링을 실시한다.In this third heat treatment step (S90), the SCM415 work piece 120 is heated at 900 ° C. to 950 ° C. for 3 to 4 hours, then carbon is penetrated to a depth of about 1 mm, quenching is performed twice, and then tempering is performed.

SCM415 재공품(120)을 900℃~950℃의 온도범위로 가열하면 오스테나이트상을 가지게 되며, 이 영역에서 침탄층이 깊어지고 더 많은 탄소가 고용되어 탄소 농도가 증가한다.When the SCM415 work piece 120 is heated to a temperature range of 900°C to 950°C, it has an austenite phase, and in this region, the carburizing layer deepens and more carbon is dissolved to increase the carbon concentration.

침탄을 위해 고온에서 장시간 가열하므로 성장된 조직을 미세화하기 위해 A3 변태점보다 높은 940℃ 까지 가열한 후 기름 속에서 1차 담금질한다. 그 후, 표면의 침탄부를 마르텐사이트로 변화시켜 경화하기 위해 A3 변태점 이상의 온도로 가열한 후 물속에서 2차 담금질을 실시한다.For carburizing, it is heated at high temperature for a long time, so to refine the grown tissue, it is heated to 940℃ higher than the A3 transformation point and first quenched in oil. Then, in order to change the carburized part on the surface to martensite and harden it, it is heated to a temperature above the A3 transformation point, and then secondary quenching is performed in water.

2차 담금질이 완료되면 150℃~200℃의 온도로 10분 정도 가열하여 응력을 제거하고, 인성을 향상시키는 템퍼링을 실시한다.When the secondary quenching is completed, it is heated at a temperature of 150°C to 200°C for about 10 minutes to remove stress and perform tempering to improve toughness.

이러한 제2열처리 단계(S70)가 완료되면 정삭 가공을 통해 상술한 2차성형 단계(S60)시 부여했던 두께 가공 여유(140) 부분을 정밀하게 제거하면서 목표로 하는 스플라인(270) 허브의 형상으로 가공하여 완제품(130)을 제조하는 가공 단계(S100)를 실시한다.When this second heat treatment step (S70) is completed, the target spline (270) shape of the hub is obtained while precisely removing the thickness machining allowance 140 part given during the above-described secondary forming step (S60) through finishing machining. A processing step (S100) of manufacturing the finished product 130 by processing is performed.

가공 단계(S100)를 통해 제조된 완제품(130)은 별도의 세척 및 포장을 거쳐 이동되며, 본 발명에 따라 제조된 완제품(130)의 중량과 초기에 투입된 원자재(100)의 중량을 비교하면 약 1.5배 이하의 중량 차이가 발생된다.The finished product 130 manufactured through the processing step (S100) is moved through separate washing and packaging, and when the weight of the finished product 130 manufactured according to the present invention is compared with the weight of the raw material 100 initially input, about A weight difference of 1.5 times or less occurs.

S10 : 준비 단계 S20 : 제1열처리 단계
S30 : 표면처리 단계 S40 : 윤활처리 단계
S50 : 1차성형 단계 S60 : 2차성형 단계
S70 : 피어싱 단계 S80 : 브로칭 단계
S90 : 제2열처리 단계 S100 : 가공 단계
S10: preparation step S20: first heat treatment step
S30: surface treatment step S40: lubrication treatment step
S50: first forming step S60: second forming step
S70: Piercing step S80: Broaching step
S90: second heat treatment step S100: processing step

Claims (6)

원자재로 SCM 415 합금을 준비하는 준비 단계;
상기 원자재를 680℃ 이하의 온도로 어닐링(Annealing)하는 제1열처리 단계;
상기 제1열처리 단계가 완료된 원자재를 숏 블라스트(Shot blast) 가공하는 표면처리 단계;
상기 표면처리 단계가 완료된 원자재를 본데라이트 처리하는 윤활처리 단계;
상기 윤활처리 단계가 완료된 원자재를 냉간단조하여 스플라인 허브의 윤곽을 가지는 예비 성형품을 제조하는 1차성형 단계;
상기 예비 성형품을 냉간단조하여 치수 정밀도가 향상된 재공품을 제조하는 2차성형 단계;
상기 재공품을 A3 변태점 이하의 온도로 노멀라이징(Normalizing)하는 제2열처리 단계;
상기 제2열처리 단계가 완료된 재공품의 중심부를 관통하는 보스홀과 상기 재공품의 외경을 따라 소정 간격으로 형성되는 복수 개의 유로홀을 형성하는 피어싱 단계;
상기 보스홀에 스플라인(Spline)을 형성하는 브로칭 단계;
상기 브로칭 단계가 완료된 재공품에 900℃ 내지 950℃의 온도로 침탄 열처리를 실시하는 제3열처리 단계; 및
상기 제3열처리 단계가 완료된 재공품을 정삭 가공하여 완제품을 제조하는 가공 단계를 포함하는 스플라인 허브 제조방법.
A preparatory step to prepare SCM 415 alloy as a raw material;
a first heat treatment step of annealing the raw material at a temperature of 680° C. or less;
a surface treatment step of shot blasting the raw material on which the first heat treatment step has been completed;
a lubrication treatment step of bonding the raw material on which the surface treatment step has been completed;
a primary forming step of cold forging the raw material on which the lubrication step has been completed to manufacture a preform having the outline of a spline hub;
a secondary forming step of cold forging the preform to manufacture a work-in-process with improved dimensional accuracy;
a second heat treatment step of normalizing the work-in-process to a temperature below the A3 transformation point;
a piercing step of forming a boss hole passing through the center of the work-in-progress on which the second heat treatment step has been completed and a plurality of passage holes formed at predetermined intervals along the outer diameter of the work-in-work;
Broaching step of forming a spline (Spline) in the boss hole;
a third heat treatment step of performing carburizing heat treatment at a temperature of 900° C. to 950° C. on the work-in-process on which the broaching step is completed; and
and a machining step of manufacturing a finished product by finishing the work-in-progress on which the third heat treatment step has been completed.
제 1 항에 있어서,
상기 2차성형 단계를 통해 제조된 재공품은 상기 완제품 대비 0.5mm ~ 1.0mm의 두께 가공 여유를 가지는 것을 특징으로 하는 스플라인 허브 제조방법.
The method of claim 1,
The method for manufacturing a spline hub, characterized in that the work-in-process manufactured through the secondary forming step has a thickness processing allowance of 0.5 mm to 1.0 mm compared to the finished product.
제 1 항에 있어서,
상기 1차성형 단계 및 2차성형 단계는 서로 다른 금형을 이용하여 실시하며, 상기 2차성형 단계시 사용되는 금형은 상기 1차성형 단계시 사용되는 금형보다 스플라인 허브의 전체 윤곽이 더 정밀하게 형성된 것을 특징으로 하는 스플라인 허브 제조방법.
The method of claim 1,
The primary molding step and the secondary molding step are performed using different molds, and the mold used in the secondary molding step has a more precise overall outline of the spline hub than the mold used in the primary molding step. A spline hub manufacturing method, characterized in that.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 표면처리 단계에 투입되는 원자재의 중량은 상기 완제품 중량의 1.5배 이하인 것을 특징으로 하는 스플라인 허브 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a spline hub, characterized in that the weight of the raw material input in the surface treatment step is 1.5 times or less of the weight of the finished product.
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