KR20010066093A - 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조성이 CO 15 중량%, Ni 65 중량%, C 10 중량%, W 10 중량%인 두께 1.5mm의 세라믹계 초경합금으로 제조하고 이와 병행하여 조성이 B 5 중량%, Ti 3 중량%, Cu 30 중량%, Ag 62 중량%인 두께 50㎛의 합금을 이용하여 밸브 상부에 브레이징 접합시킴으로써, 내마모성이 향상되어 로커 암과 밸브 상부 사이의 틈새를 최소화시킬 뿐만 아니라 고주파 열처리 공정 및 밸브 캡의 제조를 생략하므로 원가절감을 향상시키고, 또한 틈새를 일정하게 하여 엔진의 연소를 향상시켜 유해가스의 생성을 줄이고 연료 절감 및 엔진출력을 향상시킬 수 있는 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법{Valve and Manufacturing method for improving high efficiency of large diesel vehicle}

본 발명은 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조성이 CO 15 중량%, Ni 65 중량%, C 10 중량%, W 10 중량%인 두께 1.5mm의 세라믹계 초경합금으로 제조하고 이와 병행하여 조성이 B 5 중량%, Ti 3 중량%, Cu 30 중량%, Ag 62 중량%인 두께 50㎛의 합금을 이용하여 밸브 상부에 브레이징 접합시킴으로써, 내마모성이 향상되어 로커 암과 밸브 상부 사이의 틈새를 일정하게 하여 엔진의 연소를 향상시켜 유해가스의 생성을 줄이고 연료 절감 및 엔진출력을 향상시킬 수 있는 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 대형 디젤차량의 밸브기구를 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이, 캠축(1)의 회전운동에 의해 밀쳐진 푸시로드(2)가 힌지고정된 로커 암(3)의 일측이 밀리고 이에 따라 다른일측에 억지눌림이 발생하여 이것이 밸브 캡(4)을 눌러주어 밸브(5)가 열려 흡기 또는 배기가 된다.

여기서, 미설명 부호 6은 밸브 스프링을 나타낸다.

통상 상기 밸브(5)의 축단면은 SUH 3(마르텐 사이트계 재질)을 고주파 열처리 공정에 의해 경도53 ~ 62로 되어 내마모성을 증진시켜 사용되고 있다.

이 때, 밸브(5) 상부면은 로커 암(3)의 끝단면과 엔진의 연소시 수많은 선접촉 및 면접촉을 하게 되어 상기 로커 암(3)과 밸브(5)간의 면부분에 불안정한 면압을 형성하여 편마모 및 조기마모 현상이 수반되게 된다.

따라서, 이러한 편마모 및 조기마모의 발생은 상기 로커 암(3)과 밸브(5) 사이의 틈새를 크게하여 부적절한 밸브의 개·폐시기를 야기하고, 이로 인해 유해배출가스가 증가하여 엔진의 출력저하 및 연비 상승 등의 문제점이 발생되었다.

물론 이를 보완하기 위해 열처리 또는 밸브 캡 등을 사용하고 있지만, 오히려 구조가 복잡해지고 원가상승의 요인이 되고 있다.

그러므로, 상기와 같은 편마모 및 조기마모를 방지할 수 있는 고성능 부품의 개발이 요구되어지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 조성이 CO 15 중량%, Ni 65 중량%, C 10 중량%, W 10 중량%인 두께 1.5mm의 세라믹계 초경합금으로 제조하고 이와 병행하여 조성이 B 5 중량%, Ti 3 중량%, Cu 30 중량%, Ag 62 중량%인 두께 50㎛의 합금을 이용하여 밸브 상부에 브레이징 접합시킴으로써, 내마모성이 향상되어 로커 암과 밸브 상부 사이의 일정하게 하여 엔진의 연소를 향상시켜 유해가스의 생성을 줄이고 연료 절감 및 엔진출력을 향상시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 밸브 기구 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 캠축 2 : 푸시로드

3 : 로커 암 4 : 밸브 캡

5 : 밸브 6 : 밸브 스프링

이하, 본발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 조성이 CO 15 중량%, Ni 65 중량%, C 10 중량%, W 10 중량%인 두께 1.5mm의 세라믹계 초경합금으로 제조하고 이와 병행하여 조성이 B 5 중량%, Ti 3 중량%, Cu 30 중량%, Ag 62 중량%인 두께 50㎛의 합금을 이용하여 밸브 상부에 브레이징 접합시키는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 밸브 상부에 브레이징 접합시의 조건은 압력 10^-5Torr, 온도 850 ~ 910℃, 공정시간 10 ~ 15분인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 종래의 밸브 상부가 로커 암과의 면접촉으로 마모가 쉽게 이루어지는 단점을 해결하기 위해 내마모성이 강한 밸브를 제조하는 것에 그 특징이 있는바, 밸브 상부에 소결제조된 세라믹계 초경합금을 브레이징 접합으로 접합시켜 내마모성의 향상을 도모한 것이다.

따라서, 본 발명의 세라믹계 초경합금이 소결제조된다.

이 때, 상기 세라믹계 초경합금의 조성은 CO 15 중량%, Ni 65 중량%, C 10 중량%, W 10 중량%인 두께 1.5mm로 성형되며 둥근 원판형상으로 형성되고 밸브 상부의 표면 지름과 동일 크기이다.

상기 초경합금이 제조되면, 이것에 적합하게 브레이징 합금이 제조된다.

여기서, 브레이징(Brazing)은 경납땜으로, 후술하는 밸브 상부와 상기 초경합금의 접합시 그 사이에서 녹으면서 접합이 되게 된다.

상기 브레이징 합금의 조성은 B 5 중량%, Ti 3 중량%, Cu 30 중량%, Ag 62 중량%인 두께 50㎛의 얇은 박막 형태로 이루어져 있다.

상기 초경합금과 브레이징 합금이 제조되면, 가열로에 밸브를 놓고 그 위에 연이어 브레이징 합금과 제조된 초경합금을 놓고 공정을 수행한다.

이 때, 공정 조건은 압력 10^-5Torr, 온도 850 ~ 910℃, 공정시간 10 ~ 15분 정도로 공정을 수행하여 상기 밸브 상부와 초경합금을 접합시킨다.

또한, 이 때 가열로의 발열체로는 SiC를 사용하였다.

상기와 같이 제조된 초경합금이 장착된 밸브를 시험한 결과, 상기 초경합금 표면의 표면 조도의 평균은 0.15㎛이하이고, 표면 경도는 1000 ~ 1100 가량 산출되었다.

또한, 상기와 같이 제조된 밸브로 인해 종래의 고주파 열처리 공정을 생략할 수 있어 원가절감이 가능하고 장치의 구조가 보다 단순해지게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법은 조성이 CO 15 중량%, Ni 65 중량%, C 10 중량%, W 10 중량%인 두께 1.5mm의 세라믹계 초경합금으로 제조하고 이와 병행하여 조성이 B 5 중량%, Ti 3 중량%, Cu 30 중량%, Ag 62 중량%인 두께 50㎛의 합금을 이용하여 밸브 상부에 브레이징 접합시킴으로써, 내마모성이 향상되어 로커 암과 밸브 상부 사이의 틈새를 최소화시킬 뿐만 아니라 고주파 열처리 공정 및 밸브 캡의 제조를 생략하므로 원가절감을 향상시키고, 또한 틈새를 일정하게 하여 엔진의 연소를 향상시켜 유해가스의 생성을 줄이고 연료 절감 및 엔진출력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 조성이 CO 15 중량%, Ni 65 중량%, C 10 중량%, W 10 중량%인 두께 1.5mm의 세라믹계 초경합금으로 제조하고 이와 병행하여 조성이 B 5 중량%, Ti 3 중량%, Cu 30 중량%, Ag 62 중량%인 두께 50㎛의 합금을 이용하여 밸브 상부에 브레이징 접합시키는 것을 특징으로 하는 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 상부에 브레이징 접합시의 조건은 압력 10^-5Torr, 온도 850 ~ 910℃, 공정시간 10 ~ 15분인 것을 특징으로 하는 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 밸브 및 그 제조방법.