KR20030077009A - 냉간 성형 기술을 이용한 고 탄소 함유 강의 엔진 요소를제조하는 제조 방법 - Google Patents

냉간 성형 기술을 이용한 고 탄소 함유 강의 엔진 요소를제조하는 제조 방법 Download PDF

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KR20030077009A KR10-2003-7009908A KR20037009908A KR20030077009A KR 20030077009 A KR20030077009 A KR 20030077009A KR 20037009908 A KR20037009908 A KR 20037009908A KR 20030077009 A KR20030077009 A KR 20030077009A
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하첼레이몬드씨.
벅제프리에이.
마츄카스탠리
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디파이언스 프리시즌 프로덕츠 인코퍼레이티드
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Abstract

본 발명은 고 탄소 함유 강 엔진 요소를 제조하는 방법에 관한 것으로, 회전 타원체형 카바이드 미세구조와 고강도의 기계 특성을 가지는 고강도 강의 공급 와이어를 사전 처리하는 단계와, 공급 와이어의 표면에 윤활 도료를 도포하는 단계와, 임의의 추가적인 표면 연마 공정을 실질적으로 절감 또는 제거하기 위하여 블랭크를 냉간 성형하는 단계를 포함한다.

Description

냉간 성형 기술을 이용한 고 탄소 함유 강의 엔진 요소를 제조하는 제조 방법 {MANUFACTURING PROCESS FOR MAKING ENGINE COMPONENTS OF HIGH CARBON CONTENT STEEL USING COLD FORMING TECHNIQUES}
강철로 엔진 요소를 제조하기 위해 이용하는 여러 가지의 공지된 블랭킹 처리 기술이 있다. 이러한 기술의 특정 예로서는 스크루 가공, 열간 성형 및 열간 단조를 포함한다. 스크루 가공은 바아 재료를 취하는 단계와 다중 스핀들 기기를 사용하여 재료를 가공 이전 형태 또는 초기 블랭크로 가공하는 단계를 포함한다. 다음에 초기 블랭크는 허용 오차로 더 이상의 가공을 받는다. 초기 블랭크를 생성하기 위해 효과적이지만, 이 공정 중에는 재료 소모가 높아지는 경향이 있다.
열간 가공은 가단성을 개선하기 위해 임계 온도 이하에서 공급 와이어를 가열하는 단계를 포함한다. ASTM A295에서 특정되는 SAE 52100과 같은 고 탄소 함유강(0.93 내지 1.05 % 사이의 탄소 함유량을 가지는 강)을 위해, 임계 온도는 1330°F 이다. 일단 가열되면, 재료는 소정의 형상으로 성형된다. 그러나, 열간 가공 기술은 형상화된 부품이 다양한 적용을 위해 요구되는 엄격한 허용 공차를 만족시킬 수 없으므로 단점을 가진다. 보다 구체적으로는, 형상화된 부품이 냉각되고 변형됨으로써 소정의 형상을 취하기 위해서는 추가의 가공 단계를 요구한다.
열간 단조는 바아 재료, 공급 와이어 또는 슬러그로 개시한다. 초기 원료는 열간 성형과 유사한 방식으로 가열되는 그 온도는 더 높다. 보다 구체적으로는, 재료는 임계 온도 이상이나 그 융용점 이하에서 가열된다. 일단 가열되면, 재료는 해머로 소정의 형상으로 이루어진다. 그러나, 열간 성형과 유사하게, 형상화된 부품이 냉각할 때 변형이 일어난다. 더욱이, 해머 공정을 수행하기 위해 이용되는 다듬질은 거칠고 부정확하여 추가의 가공이 소정의 형상을 취하기 위해 요구된다.
형상화된 부품이 성형된 이후에, 상기 부품은 다음에 열처리된다. 열처리 이후에, 상기 형상화된 부품은 단부 연마, 외경 연마, 내경 연마 및 외경 마무리 공정 등의 다중 연마 공정을 받는다. 일단 상기 부품이 완성되면, 이는 정합 요소에 끼워지고 최종 조립체에 조립된다.
기계 가공, 열간 성형 및 열간 단조 이외에, 엄격한 허용 오차로 복잡한 부품들을 생산하거나 "최종 근접 형상"을 생산하기 위해 냉간 성형 기술을 채택하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 고강도의 너트 및 볼트를 제조하기 위해 전도 헤딩 및 압출 성형 등의 냉간 성형 기술을 채택하는 것이 알려져 왔다. 그러나, 이러한 냉간 성형 기술은 제조 중에 도구 파손 및 상기 부품의 크래킹을 회피하기 위해 저탄소 함유 재료를 사용하여 복잡한 부품을 성형하는 데에만 효과적인 것으로 입증되었다.
그러나, 캠 종동자 롤러와 같이 고 접촉 응력을 받는 복잡한 부품들은 고 탄소 함유 강(예를 들어, 52100 등급)으로 제조되어야 한다. 고 탄소 함유 강으로 냉간 성형하려는 이전의 시도는 여러 문제를 일으켰다. 하나의 문제는 최종 근접 형상의 요소들은 공급 재료의 가공 경화로 인해 크래킹되는 경향이 있었다. 또 다른 문제는 성형 도구의 마모가 증가하고 많은 경우에 도구가 파손되었다.
고 탄소 함유 강을 냉간 성형하는 데에 있어서의 어려움을 경감하기 위해 특별한 처리 단계가 냉간 성형 이전에 고 탄소 함유 강을 처리하도록 채택되었다. 전통적으로, 고 탄소 함유 강 와이어의 처리는 소정의 물리적 특성이 일어나도록 다중 드로잉 공정을 포함하였다. 재료 체적은 성형 처리 중에 적절한 금형에 채워지는 것을 보장하도록 임계적이기 때문에, 강 공급 와이어 처리는 2 단계 드로잉 공정을 포함하였다. 여기에서, 제 1 드로잉은 25% 이상의 주요 단면적 감소를 일으킨다. 제 2 드로잉 공정은 5% 이하의 면적 감소로 더욱 정밀하게 제어되는 크기 조절의 드로잉이다.
공급 와이어를 정규 처리하기 위한 예는 다음과 같다. 먼저, 초기 직경 18 mm를 갖는 정규 와이어 로드가 제공된다. 초기 와이어는 그 다음에 어닐링된다. 아연 인삼염 도료가 그 다음에 윤활제로서 작용하도록 도포되고, 와이어는 15.5 mm(25.8% 감소)로 드로잉된다. 드로잉된 와이어는 다시 어닐링된다. 다음에, 박리 공정이 수행되며, 직경이 14.7 mm로 감소하도록 박리한다. 와이어는 그 다음에 와이어 브러싱되고 14.5 mm(2.7% 감소)로 드로잉된다. 와이어는 그 다음에 결손을 점검하도록 와전류 점검을 받고 아연 인산염 코팅이 더 이상의 처리를 통해 윤할제 로서 작용하기 위해 와이어에 도포된다.
다소 효과적이기는 하지만, 와이어를 처리하기 위해 필요한 공정 수가 증가하기 때문에, 비용이 든다. 따라서, 성형 도구들에 대한 파손을 실질적으로 제한하도록 적절하게 성형할 수 있는 고 탄소 함유 강을 처리하는 방법을 포함하는 고 탄소 함유 강(즉, 약 0.65% 보다 큰 탄소 함유량을 가짐)의 엔진 요소를 제조하는 비용의 효율화를 도모할 필요가 있다. 더욱이, 재료를 보호하고 비용을 절감하기 위해 블랭크의 중심으로부터 재료의 변위를 허용하는 고 탄소 함유 강의 엔진 요소를 제조하는 비용 효과적인 방법의 필요성이 있다.
본 발명은 고 탄소 함유 강 엔진 요소를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉간 성형 기술을 이용하여 고 탄소 함유 강 엔진 요소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징 및 진보적 태양은 이하의 상세한 설명, 청구범위 및 도면을 판독할 때 분명히 명백해 질 것이다.
도 1은 냉간 성형 공정을 위한 고 탄소 함유 강 와이어의 처리 방법을 도시한 흐름도.
도 2는 냉간 성형 공정을 위한 고 탄소 함유 강 와이어의 처리 대체 방법을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 캠 종동자 롤러의 제조 처리 공정을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 처리 공정의 다양한 단계에서 캠 종동자 롤러를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 30 : 공급 와이어
52 : 슬러그
66 : 캠 종동자 롤러
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
본 발명의 방법은 자동차 적용을 위해 캠 종동자 롤러를 포함하는, 그러나, 이에 한정되지 않는, 광범위한 마무리 처리된 고 탄소 함유 강 부품을 생산하는 데에 유용하다. 캠 롤러를 제조하는 바람직한 실시예에서, 본 발명의 방법은 크고 회전타원체형의 카바이드 구조의 마이크로 조직을 가지는 소정의 고 강도 및 고 탄소 함유 강 재료의 사전 처리된 와이어를 제공하는 단계를 포함한다. 강 와이어는 바람직하게는 이하의 특성을 가진다. 즉, 엔진 요소가 크래킹되지 않도록 약 63% 보다 큰 Z%(항복시 % 면적 감소)로서 표시되는 최고 항복 강도와, 약 610 Mpa 보다 큰 Rm으로서 표시된 최고 인장 강도와, 약 200 브리넬 미만의 경도를 가진다.
먼저, 공급 와이어는 바람직하게는 조절된 소정의 표면 처리 및 표면 처리 방향을 가지도록 특별히 처리되어 제공된다. 표면 처리는 표면 처리시 작은 불연속성은 응력 발생 인자로서 작용하여 크랙을 전파할 수 있으므로 중요하다. 따라서, 표면이 매끄러울수록 응력 발생 인자는 작아짐으로써, 크래킹될 가능성은 낮아진다. 표면 처리 방향은 부품에서의 고응력이 전형적으로 일방향이므로 또한 중요하다. 따라서, 표면 처리가 동일 방향으로 있지 않으면, 부품은 성형 중에 더 낮아진 크래킹 성향을 다시 가질 것이다.
도 1의 흐름도를 참조하면, 본 발명의 일 태양에 따라, 소정의 표면 처리 및 표면 처리 방향을 취하기 위해, 고 탄소 함유 강의 공급 와이어 로드(10)가 그에 따라 적절하게 처리된다. 적어도 약 0.65%의 탄소 함유량을 가지는 고 탄소강(SAE 52100 또는 동등급)의 공급 와이어 로드(10)가 제공된다. 바람직하게는, 탄소 함유량은 0.90% 보다 크기 때문에 표면 처리된 부품은 고 접촉 응력을 견딜 수 있다.
다음에, 공급 와이어(10)는 증가된 성형성을 위해 공급 와이어(10)를 연화하도록 어닐링 처리(12)된다. 공급 와이어(10)는 다음에 공급 와이어(10)를 매끄럽게 하도록 아연 인산염 또는 기타 적당한 윤활제로 코팅 처리(14)된다. 윤활제로 처리된 공급 와이어(10)는 다음에 적어도 약 25%의 축소를 하도록 소정의 직경으로 드로잉 처리(16)된다. 종래의 기술과 달리, 드로잉 및 축소 처리된 공급 와이어(10)는 다음에 소정의 제 2 직경으로 박리 처리(18)되고, 외부 표면은 공급 와이어(10)에 윤활제 도료가 부착되도록 와이어 브러싱 처리(20)된다. 공급 와이어(10)는 다음에 다시 소정의 제 3 직경으로 다시 드로잉 처리(22)된다. 드로잉 처리(22)는 초기 드로잉 처리(16)에 비해 더욱 정밀한 드로잉이며 초기 드로잉 처리(16)에서의 감소에 비해 현저하게 작은 감소를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 드로잉 처리(22)는 약 5% 미만의 감소를 포함한다. 공급 와이어(10)는 다음에 와전류 점검(24)을 받을 수 있다.
본 발명에 따라, 선택적인 와전류 점검(24)의 이후에, 공급 와이어(10)는 다음에 제 2 어닐링 공정(26)을 받는다. 종래 기술과 달리, 제 2 어닐링 공정(26)은 박리 공정(18) 이후에 발생하고 냉간 성형의 바로 이전에 공급 와이어(10)는 최종 근접 형상으로 된다.(이하에 후술함) 예상외로, 종래의 기술에서 행해진 바와 같이 박리 이전에 어닐링 공정의 제거는 박리 공정(18)과 상호 절충하지 못한 것으로 판정되었다. 더욱이, 박리 공정(18) 이전에, 공급 와이어(10)를 위한 처리 단계들은 증가하지 않았으며 비용도 들지 않았다. 더욱이, 제 2 드로잉 처리(22) 공정 이후에 제 2 어닐링 공정(26)의 결합은 일련의 처리 중에 공급 와이어(10)의 성형성을 증가시켜 크래킹 문제를 감소시키고 도구 수명을 증가시키는 것으로 판정되었다. 어닐링 공정(26) 이후에, 공급 와이어(10)는 부품 성형 처리를 받기 전에 공급 와이어(10)를 윤활제 처리하기 위해 아연 인산염으로 코팅하거나 지방산 알칼리 금속염 속에 담근다.
바람직한 실시예에서, 본 발명에 따라 저 융용점 재료의 사용과 관련한 문제점들을 줄이기 위해, 윤활 도료로서 비 아연 인산염 와이어 윤활 도료가 채택된다. 적절한 도료는 드로잉 지방산 알칼리 금속염, 칼슘 인산염, 황화 몰리브듐, 테플론 또는 다른 유기 도료를 포함한다.
아연 인산염 대신에 지방산 알칼리 금속염 등의 유기 윤활제를 사용할 때, 연속적인 금형 설계와 전체 성형 처리가 하나로 되어 외경 성형 표면에 대한 강의 이동이 최소화된다. 이는 금형 도구 수명에 민감한 부품이 아연 인삼염으로부터 지방산 알칼리 금속염으로 절환할 때 상호 절충되지 않음을 입증한다. 이러한 접근은 지방산 알칼리 금속염이 공급 와이어의 상당한 길이로부터 누락하는 경우 발생할 수 있는 다이와 블랭크 사이의 냉간 용접의 위험을 방지하기 위해 행해진다.
본 발명에 따른 사전 처리 공급 와이어(10)의 일예는 다음과 같다. 탄소 함유량이 0.70% 보다 크고 18 mm 직경을 가지는 공급 와이어 로드(10)가 제공된다. 공급 와이어(10)는 어닐링 처리된 다음에 아연 인산염 또는 다른 적절한 윤활제로 코팅된다. 공급 와이어(10)는 다음에 드로잉되어 15.5 mm의 직경(25.8% 감소)으로 되고 14.7 mm의 직경(2.7% 감소)으로 박리된다. 와전류 점검이 채택된 다음에 공급 와이어(10)는 성형성을 증가시키기 위해 어닐링되고 성형 공정 이전에 아연 인산염 등의 윤활제로 코팅되거나 지방산 알칼리 금속염 속에 잠긴다.
냉간 성형 공정에서의 사용을 위해 고 탄소 함유 강 공급 와이어를 사전 처리하기 위한 대체 방법이 또한 개시된다. 도 2를 참조하면, 공급 와이어(30)는 소정의 청결도를 가지면서 제공된다. 공급 와이어(30)는 어닐링 처리(32)되고 소정의 제 1 직경으로 박리 처리(34)된다. 다음에, 공급 와이어(30)는 와이어 브러싱 처리(30)되고 소정의 제 2 직경으로 드로잉 처리(38)된다. 드로잉 처리된 공급 와이어(30)는 와전류 점검(40)을 받은 다음에 본 발명에 따라 성형성을 증가시키기 위해 제 2 어닐링 공정(42)을 받는다. 최종적으로 공급 와이어(30)는 아염 인산염으로 윤활 처리(44)되거나 지방산 알칼리 금속염 속에 잠긴다.
본 발명에 따라 공급 와이어(30)를 사전 처리하는 일예는 다음과 같다. 탄소 함유량이 0.70% 보다 크고 16 mm 직경을 가지는 공급 와이어 로드(30)가 제공된다. 공급 와이어(30)는 어닐링 처리(32)된 다음에 15.2mm의 직경으로 박리 처리(34)된다. 박리 공정(34) 이후에, 공급 와이어(30)는 와이어 브러싱 처리(36)되고 14.5mm의 직경(9% 감소)으로 드로잉된다. 최종적으로, 공급 와이어(10)는 와전류 점검(40)을 받고 두 번째 어닐링 처리(42)되고 아연 인산염 또는 기타 적절한 윤활제로 윤활 처리(44)된다.
본 발명에 따라, 사전 처리된 공급 와이어(10, 30)가 제공되면, 냉간 성형된다. 냉간 성형은 스크루 성형 등의 전통적인 기계 가공 처리에 비교하여 재료 폐기물을 감소시킨다. 바람직한 실시예에서, 사전 처리된 와이어(10, 30)는 압출 성형, 헤딩 또는 기타 적절한 냉간 성형 처리를 사용하여 냉간 성형된다.
압출 성형은 실질적으로 균일한 단면의 길이를 생산하기 위해 소정의 단면을 가지는 금형 오리피스를 통해 와이어 블랭크(10, 30)를 가압하는 단계를 포함하며, 핀이 금형 오리피스 내에 위치한다. 공급 와이어(10. 30)가 다이를 통해 가압되면,사전 처리 단계에 의해 발생되는 공급 와이어(10, 30)의 증가된 성형성으로 인해, 공급 와이어(10, 30)는 핀 또는 핀들의 주위로 유동한다. 따라서, 결과물인 블랭크는 최소의 폐기 재료를 가지면서 소정의 외형으로 성형된다.
헤딩 공정에서, 금형이 제공되고 공급 와이어(10, 30)는 일단부가 하나의 핀 또는 복수의 핀들과 접촉하면서 다이 내에 위치한다. 핀은 다이 내에서 공급 와이어(10, 30)로 해머 처리되어 공급 와이어(10, 30)는 다이 내에서 핀의 주위로 유동한다. 본 발명에 따르면, 냉간 성형을 사용하여 성형되는 엔진 요소는 도 3에 도시된 바와 같이 다중 단계 처리(50)로 수행된다. 다중 처리(50)는 하나 이상의 상이한 냉간 성형 기술을 사용할 수 있다.
사전 처리된 공급 와이어를 통해 생산된 냉간 성형된 블랭크는 크랙이 없는 표면, 크랙이 없는 부층(sub-layer)을 발생시킬 것이다. 상술한 특성들은 엔진의 원 장비 제조자에 의해 조건으로서 지정되는 1000 시간 이상의 엔진 사이클 시험을 받을 때이거나 장치 내에서 사용될 때 마무리된 엔진 롤러상에 일어날 수 있는 파손, 크래킹 또는 다른 결함을 방지하기 위해 냉각 성형된 블랭크에 요구된다.
냉간 성형 공정 이후에, 처리된 블랭크는 사전 세척되고, 열처리되며, 채택되는 강철의 품질 등급을 위한 정규의 화학에 기초하여 소정의 시간 동안 소정의 온도에서 담금질된다. 열 처리 및 담금질 공정은 냉간 성형 공정에 의해 발생되는 모든 발생 응력을 경감하여 고도의 마모 및 피로 내성을 보유하게 한다.
본 발명의 일태양에 따르면, 본 발명의 방법은 성형 도구를 가압하거나 공급 재료를 그 항복 강도 이상으로 가압하지 않고서 부품을 최종 근접 형상으로 성형하는 것을 허용하기 때문에, 크래킹 문제가 최소화된다. 따라서, 단부 연마, 외경 연마 및 내경 연마 등의 연마 공정이 냉간 성형 처리의 치수 제어로 인해 실질적으로 감소 및/또는 제거될 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 제조 시간 및 비용을 줄이고 블랭크의 강도 또는 도구 수명을 증대시킨다.
다수의 상이한 엔진 요소들이 상기 처리를 사용하여 성형될 수 있는 것으로 이해되지만, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따라 제조되는 캠 종동자 롤러를 도시하고 있다. 공급 와이어(10, 30)는 본 발명에 따라 제공된다. 다음에 5 단계 처리로 냉간 성형 처리(50)된다. 먼저, 슬러그(52)가 공급 와이어(10, 30)로부터 절단된다. 다음에, 슬러그(52)의 단부(54)가 딤플(dimple) 처리(60)된다. 슬러그(52)의 코너(58)들의 외경은 다음에 라운딩 처리(59)되며, 내경(62)은 가늘게 처리(62)된다. 최종적으로, 가늘어진 내경(60)은 펀칭 처리(64)되어 최종 근접 형상을 가지는 완성된 캠 종동자 롤러(66)를 발생시킨다. 캠 종동자 롤러(66)는 가공 경화를 회피하는 연속적인 방식으로 성형되기 때문에, 캠 종동자 롤러(66)와 도구에 대한 파손 및 크래킹이 회피된다. 더욱이, 캠 종동자 롤러(66)는 최종 근접 형상으로 성형되기 때문에, 단부 연마, 외경 연마 및 내경 연마 등의 연마 공정이 실질적으로 감소 및/또는 제거될 수 있다.
냉간 성형 공정 이후에, 캠 종동자 롤러(66)는 캠 종동자 롤러(66)를 성형하는 데에 사용되는 고 탐소 함유 강의 등급을 위한 정규의 화학에 기초하여 공업 표준에 따라 사전 세척되고, 열처리되고 담금질된다.
본 발명의 바람직한 실시예가 개시되어 있다. 그러나, 당업자는 어떠한 변경이본 발명의 시사 범위 이내에 있음을 이해할 것이다. 따라서, 이하의 청구범위는 본 발명의 진정한 범위 및 내용을 결정하기 위해 검토된 것이다.
본 발명은 고 탄소 강(0.70% 보다 큰 탄소 함유량)으로 정밀하고 경화되고 연마된 엔진 요소를 제조하기 위한 냉간 성형 제조 방법에 관한 것이다. 최종 마무리 처리된 부품의 파손과 한정된 도구 수명과 같은 종래의 기술의 결함을 회피하기 위해, 방법의 제 1 단계는 성형성을 증가시키고 내부 재료 응력을 감소시킨 사전 처리된 고 탄소 함유 강 초기 재료를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라, 적어도 0.70% 보다 큰, 보다 바람직하게는, 0.90% 보다 더 큰 탄소 함유량을 가지는 고 탄소 함유 강 공급 와이어가 특히 처리된다. 공급 와이를 처리하는 제 1 단계는 그 성형성을 증가시키기 위한 어닐링하는 단계와, 그 다음에아연 인산염 등의 윤활제로 공급 와이어를 코팅하는 단계를 포함한다. 다음에, 어닐링된 공급 와이어는 소정의 제 1 직경으로 드로잉되어 공급 와이어는 적어도 25% 축소된다. 드로잉 공정 후에, 드로잉된 공급 와이어는 표면 결함을 제거하도록 소정의 제 2 직경으로 박리된다. 공급 와이는 그 다음에 와이어 브러싱된다.
브러싱된 공급 와이어는 다음에 제 2 드로잉 공정을 받는다. 제 2 드로잉 공정은 더욱 조절되어 5% 미만으로 직경을 감소시킨다. 드로잉 이후에, 공급 와이어는 결함에 대한 와전류 점검을 받는다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 드로잉된 공급 와이어는 냉간 성형 중에 증가된 성형성을 도공하기 위해 다시 어닐링 처리된다. 최종적으로, 어닐링 처리된 공급 와이어는 아연 인산염 또는 유기 재료 등의 윤활제로 코팅된다.
일단 사전 처리되면, 공급 와이어는 다음에 부품이 실질적으로 최종 치수에 근접하여 제조되는 것을 의미하는 "최종 근접 형상(near net shape)"으로 냉간 성형된다. 냉간 성형 공정은 헤딩 또는 압출 성형을 통해 수행된다. 냉간 성형의 사용으로 인해, 공급 재료는 최종 근접 형상으로 강제 취출되어, 폐기물을 최소화하고 연마 공정을 줄이거나 제거한다. 본 발명에 따라, 냉간 성형 공정은 가공 경화를 회피하기 위해 다중 공정으로 그리고 연속 단계로 수행되어, 성형되는 부품과 성형 도구들에 대한 크래킹 및 파손을 회피한다. 더욱이, 부품은 최종 형상에 접근하도록 성형되기 때문에, 더 이상의 추가 가공이 요구되지 않으며, 단지 부품을 매우 엄격한 허용 오차로 특정 형상을 유지하고 표면 처리를 개선하기 위해 최소한의 연마가 요구될 뿐이다.
본 발명은 고 탄소 강으로 정밀하고 경화되고 연마된 엔진 요소를 제조하기 위한 냉간 성형 제조 방법을 제공함으로써, 최종 마무리 처리된 부품의 파손과 한정된 도구 수명과 같은 종래 기술의 결함을 회피할 수 있다.

Claims (17)

  1. 고 탄소 함유 강 엔진 요소를 제조하는 방법에 있어서,
    탄소 중량 약 0.65% 이상을 가지는 사전 처리된 고 탄소 함유 강 공급 와이어를 제공하는 단계와,
    상기 와이어를 최종 근접 형상의 요소로 냉간 성형하는 단계와,
    상기 공급 와이어의 기본 화학적 특성에 따라 소정 온도에서 소정 시간 동안 상기 요소를 열 처리하는 단계와,
    상기 와이어의 기본 화학적 조성에 따라 소정 온도에서 소정 시간 동안 담금질하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 사전 처리 강 공급 와이어는,
    약 0.70 % 이상탄소 함유량 을 가지는 공급 와이어 로드를 제공하는 단계와,
    상기 공급 와이어 로드를 어닐링하는 단계와,
    상기 공급 와이어 로드를 제 1 윤활 도료로 코팅하는 단계와,
    상기 윤활 도료 처리된 공급 와이어 로드가 소정의 제 1 직경을 가지도록 드로잉되는 제 1 드로잉 공정을 받는 단계와,
    상기 드로잉된 공급 와이어 로드가 소정의 제 2 직경을 가지도록 박리하는 단계와,
    상기 드로잉된 공급 와이어 로드를 와이어 브러싱하는 단계와,
    상기 공급 와이어 로드가 소정의 제 3 직경을 가지도록 제 2 드로잉 공정을 받는 단계와,
    상기 냉간 성형 단계 이전에 상기 드로잉된 공급 와이어 로드의 성형성을 증가시키기 위해 상기 드로잉된 공급 와이어 로드를 어닐링하는 단계와,
    상기 어닐링 및 드로잉 처리된 공급 와이어 로드를 제 2 윤활 도료로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 윤활 코팅 도료는 아연 인산염인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 드로잉 공정은 적어도 약 25%로 상기 공급 와이어 로드의 직경을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 드로잉 공정은 약 5 % 미만으로 상기 공급 와이어 로드의 직경을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 2항에 있어서, 상지 제 2 윤활 코팅 도료는 아연 인산염인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 2항에 있어서, 상지 제 2 윤활 코팅 도료는 비 아연 인산염인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 비 아연 인산염 도료는 유기 도료인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 비 아연 인산염 도료는 드로잉 지방산의 알칼리 금속염, 칼슘 인산염, 황화몰리브듐, 및 테플론 중의 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 공급 강 와이어는 중량 약 0.90 % 보다 큰 탄소 함유량을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 냉간 성형 공정은 헤딩 및 압출 성형 중의 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 냉각 성형 공정은 성형되는 요소에 가공 경화 및 크래킹 파손이 최소화되도록 연속적으로 다단계로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 냉간 성형 공정에서 사용하기 위해 고 탄소 함유 강 공급 와이어를 사전 처리하는 방법에 있어서,
    약 0.90 % 보다 큰 탄소 함유량을 공급 와이어 로드를 제공하는 단계와,
    상기 공급 와이어 로드를 어닐링하는 단계와,
    상기 공급 와이어 로드를 아연 인산염 윤활 도료로 코팅하는 단계와,
    상기 윤활 도료 처리된 공급 와이어 로드가 소정의 제 1 직경을 가지도록 드로잉되는 제 1 드로잉 공정을 받는 단계와,
    상기 드로잉된 공급 와이어 로드가 소정의 제 2 직경을 가지도록 박리하는 단계와,
    상기 드로잉된 공급 와이어 로드를 와이어 브러싱하는 단계와,
    상기 공급 와이어 로드가 소정의 제 3 직경을 가지도록 제 2 드로잉 공정을 받는 단계와,
    상기 드로잉된 공급 와이어 로드의 성형성을 증가시키기 위해 상기 드로잉된 공급 와이어 로드를 어닐링하는 단계와,
    상기 어닐링 및 드로잉 처리된 공급 와이어 로드를 제 2 윤활 도료로 코팅하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제 2 윤활 코팅 도료는 아연 인산염인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제 2 윤활 코팅 도료는 드로잉 지방산의 알칼리 금속염, 칼슘 인산염, 황화몰리브듐, 및 테플론 중의 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 제 2 드로잉 공정 이후에 상기 공급 와이어의 결손 또는 결함을 점검하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 공급 와이어는 와전류 점검을 수행함으로써 점검되는것을 특징으로 하는 방법.
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