KR20020084590A - 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법 - Google Patents

차량용 실린더헤드 보올트 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법에 관한 것으로, 상대적으로 저가인 크롬합금강(SCR435)을 고가인 크롬-몰리브덴 합금강(SCM435)이 갖는 항복강도와 인장강도를 갖추도록 열처리하여 높은 토크 체결력을 필요로 하는 실린더헤드와 실린더블록의 결합력을 유지할 수 있도록 하는 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 크롬합금강을 요구되는 보올트 규격에 따라 준비하여 가공하는 신선단계(S20)와 단조단계(S30) 및 절삭단계(S40)를 거친 후, 이어 가공된 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키기 위한 전조단계(S50)와 약 250℃에서 2시간정도 열처리를 유지하여 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키는 템퍼링단계(S50') 및 표면의 내마모성을 향상시키기 위한 표면처리단계(S60)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 실린더헤드 보올트 제조방법{Method for an automotive cylinder head bolt}
본 발명은 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강성을 증가하면서 제조 비용도 저감시킬 수 있도록 된 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진을 이루는 실린더헤드는 실린더와 함께 연소실의 일부를 형성하면서 그 외부에 밸브기구와 흡기·배기 매니폴드 및 점화플러그등이 장치되어진다.
또한, 연소실을 형성하는 실린더블록과 보올트등을 매개로 결합되는 실린더헤드는 그 자체로 엔진 운전중 고온이 되므로 열전도가 잘되고 냉각효과가 높아야 됨은 물론 혼합가스의 압축압력과 연소압력을 받으므로 내마모성과 내열성이 요구되는 한편, 상기 실린더헤드와 블록을 결합하는 보올트도 강한 항복강도와 인장강도가 요구됨은 물론이다.
이와 같은 보올트는 통상, 실린더헤드와 블록의 체결시 상대적으로 낮은 토크(Torque)가 걸리는 경우 크롬합금강(SCR435)재질을 사용하는 한편, 상대적으로 높은 토크가 걸리는 경우 크롬-몰리브덴 합금강(SCM435)을 사용하게 된다.
그리고, 이러한 보올트의 제조는 그 특성상 다음과 같은 공정을 거쳐 제작되는데 즉, 원재료인 크롬-몰리브덴 합금강을 요구되는 보올트 규격에 따라 준비하는 준비단계(S10)와, 이 준비단계(S10)에서 준비된 원재료를 기본적으로 처리하는 신선단계(S20), 이 신선단계(S20)후 다시 프레스등을 이용하여 로프(Rough)하게 가공하는 단조단계(S30), 이 단조단계(S30)후 요구되는 규격으로 가공하는 절삭단계(S40), 이 절삭단계(S40)를 통해 가공된 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키기 위한 전조단계(S50), 이 전조단계(S50)후 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키면서 표면의 내마모성을 향상시키기 위한 표면처리단계(S60) 및 이 표면처리단계(S60)를 거쳐 완성된 보올트를 육안 및 기계적으로 확인하는 검사단계(S70)로 이루어진다.
그러나, 이와 같은 종래의 보올트 제조방법은 고온·고압이 발생되는 연소실을 형성하는 실린더블록과 실린더헤드의 그 결합력을 유지하는 보올트의 특성상 볼올트 체결시 가해지는 축력을 견딜수 있는 높은 항복강도와 인장강도를 요구하므로일반적인 차량 엔진의 경우 크롬-몰리브덴 합금강(SCM435)을 사용하게 되지만, 이와 같은 크롬-몰리브덴 합금강(SCM435)은 그 원가가 매우 높아 비용상승을 초래하는 단점이 있게 된다.
한편, 이와 같은 크롬-몰리브덴 합금강(SCM435)의 단점인 비용저감을 위해 크롬합금강(SCR435)을 사용하게 되면 실린더헤드에 사용되는 보올트의 특성상 즉, 일반적인 보올트의 길이보다 상대적으로 긴 길이(약 200mm이상)로 이루어지므로 특수한 열처리를 거치지 않는 한 그 항복강도와 인장강도가 낮아 전술한 바와 같이 토크 체결력이 클 경우 사용할 수 없는 단점이 있게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 상대적으로 저가인 크롬합금강(SCR435)을 고가인 크롬-몰리브덴 합금강(SCM435)이 갖는 항복강도와 인장강도를 갖추도록 열처리하여 높은 토크 체결력을 필요로 하는 실린더헤드와 실린더블록의 결합력을 유지할 수 있도록 하는 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 크롬합금강을 요구되는 보올트 규격에 따라 준비하여 가공하는 신선단계와 단조단계 및 절삭단계를 거친 후, 이어 가공된 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키기 위한 전조단계와 약 250℃에서 2시간정도 열처리를 유지하여 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키는 템퍼링단계 및 표면의 내마모성을 향상시키기 위한 표면처리단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래에 따른 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법에 관한 순서도
도 2는 본 발명에 따른 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법에 관한 순서도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법에 관한 순서도를 도시한 것인바, 본 발명은 전술한 종래의 경우와 같이 원재료인 크롬합금강을 요구되는 보올트 규격에 따라 준비하는 준비단계(S10)와, 이 준비단계(S10)에서 준비된 원재료를 기본적으로 처리하는 신선단계(S20), 이 신선단계(S20)후 다시 프레스등을 이용하여 로프(Rough)하게 가공하는 단조단계(S30), 이 단조단계(S30)후 요구되는 규격으로 가공하는 절삭단계(S40), 이 절삭단계(S40)를 통해 가공된 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키기 위한 전조단계(S50), 이 전조단계(S50)후 보올트를 약 250℃에서 2시간정도 열처리를 유지하여 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키는 템퍼링단계(S50'), 이 템퍼링단계(S50')를 거친 후 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키면서 표면의 내마모성을 향상시키기 위한 표면처리단계(S60) 및 이 표면처리단계(S60)를 거쳐 완성된 보올트를 육안 및 기계적으로 확인하는 검사단계(S70)로 이루어진다.
이와 같이 결합시 발생되는 체결력이 상대적으로 낮은 토크에 적합한 크롬합금강(SCR435)을 신선단계(S20)와 단조단계(S30) 및 절삭단계(S40)를 거쳐 보올트형상으로 가공한 후, 이어 가공된 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키기 위해 전조단계(S50)와 템퍼링단계(S50') 및 표면처리단계(S60)를 순차적으로 수행하게 되면, 상기 보올트내에 입실론탄화물이 생성되므로 크롬합금강(SCR435)의 항복강도와 인장강도가 크게 향상되어 크롬-몰리브덴 합금강(SCM435)이 갖는 특성을 갖추게 된다.
즉, 동일한 크롬합금강(SCR435)에 대해 본 발명의 템퍼링단계(S50')를 거치게 되면 항복강도가 727N/㎟ 에서 약 894N/㎟ 로 23%증가함과 더불어 인장강도도 913N/㎟ 에서 약 947N/㎟ 로 4% 증가되어지게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고가인 크롬-몰리브덴 합금강(SCM435)대신에 상대적으로 저가인 크롬합금강(SCR435)을 이용하여 실린더블록과 헤드의 결합시 요구되는 높은 항복강도와 인장강도를 갖도록하여 비용저감을 이룰 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명은 단조와 전조가공이 어려운 크롬-몰리브덴 합금강(SCM435)에 비해 단조와 전조가공이 용이한 크롬합금강(SCR435)을 이용하므로 가공작업성이 용이하게 되는 효과가 있음은 물론이다.

Claims (1)

  1. 크롬합금강을 요구되는 보올트 규격에 따라 준비하여 가공하는 신선단계(S20)와 단조단계(S30) 및 절삭단계(S40)를 거쳐 가공된 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키기 위한 전조단계(S50) 및 표면의 내마모성을 향상시키기 위한 표면처리단계(S60)로 이루어진 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법에 있어서,
    상기 전조단계(S50)후 보올트를 약 250℃에서 2시간정도 열처리를 유지하여 보올트의 항복강도와 인장강도를 향상시키는 템퍼링단계(S50')를 거쳐 표면처리단계(S60)를 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 실린더헤드 보올트 제조방법.
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