KR20030094390A - 자동 권총의 잠금 표면 및 잠금 표면 다듬질 공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 이미 최종 형상을 갖고 있는 잠금 표면(5)으로서, 특히 반자동 권총의 배출구(4)의, 후방을 가리키는 전방 횡방향 표면에 의해 형성되는 잠금 표면(5)을 다듬질하기 위한 방법에 관한 것이다. 이미 다듬질된 주위 표면을 손상시키지 않으면서 잠금 표면(5)을 경화시키기 위해, 잠금 표면(5)에 인접한 재료 표면(7)을 경화용 레이저빔이 소정의 거리에서 잠금 표면(5)에 평행하게 스캔한다. 본 발명은 또한 경화 스트립(11)이 슬라이드(1)의 재료 구조에 형성되는 반자동 권총에 관한 것으로, 상기 스트립은 잠금 표면(5)의 하부 에지로부터 시작되는 2개의 노출면을 구비한 대략 삼각형의 단면을 가진다. 상기 노출면중 하나는 잠금 표면(5)의 상부 에지가 노출면의 가장 먼 지점을 구성하도록 상방으로 연장되고, 다른 하나의 노출면은 슬라이드(1)의 저면상에서 전방을 향해 연장됨으로써, 2개의 단부가 슬라이드(1)의 재료를 통해 상호 연결되어 구조적 분리 영역(13)을 형성한다.

Description

자동 권총의 잠금 표면 및 잠금 표면 다듬질 공정{METHOD FOR FINISHING A LOCKING SURFACE OF A SEMI-AUTOMATIC HANDGUN AND A LOCKING SURFACE OBTAINED THEREBY}

권총과 그 부품에 관한 다이어그램은 전방을 향해 수평 방향으로 발사되는 통상적인 화기 발포와 항상 관련된다. 따라서, 전술된 자동 권총의 배출구의 횡방향 표면은 수평 발사 방향에 대해 거의 수직으로 연장되는 매우 평탄한 수직면이다.

그러나, 이 표면은 기하학적 표면만을 의미하는 대신에, 얼음의 표면과 유사하게, 표면 아래의 좁은 영역까지도 의미한다. 이 "표면"은 발생하는 표면 압력에 견디기에 충분한 경도와 강도를 가져야만 한다.

변형된 콜트-브라우닝 시스템에 따른 현대의 자동 권총은 총열의 상부 표면에 잠금 버튼이라 통칭되는 돌출 부품을 갖는다. 잠금 장치 또는 통칭 슬라이드의 폐쇄시에 잠금 버튼은 아래로부터 배출구에 들어간다. 발사시에, 슬라이드는 반발력에 의해 후방으로 밀리며, 총열은 내부에서 가속된 탄환의 마찰에 의해 전방으로 당겨진다. 결과적으로, 잠금 장치(또는 슬라이드)는 탄환이 총열을 떠난 후에야 개방될 수 있고, 가스 압력이 감소되면, 총열은 후방으로 약간 이동한다. 이 연속 동작은 예를 들어 본 출원인의 공지된 모든 신종 자동 권총에서 발생한다.

전술된 잠금 과정중에는 상당한 힘이 배출구의 전방 횡방향 표면, 즉 잠금 표면으로부터 잠금 버튼에 전달된다. 매우 강력한 화약을 사용하면, 재료에 발생하는 표면 압력이 더욱 상승한다. 화기가 잠금 해제 상태에 있을 때에 표면 압력이 더 상승될 수 있는데, 이는 힘 전달 재료 스트립이 점점 더 좁아지기 때문이다.

잠금 버튼에 대해서는 상기 현상이 전혀 문제되지 않는데, 이는 총열이 어떤 식으로든지 코팅되어 있기 때문이다. 덧붙여 말하면, 표준 등록 화기의 총열은 일반적으로 소모품이다.

슬라이드 역시 경화(hardening)될 수 있고, 이어서 필요하다면 배출구의 전방 표면 둘레, 즉 잠금 표면이 연마(polishing)될 수도 있다. 그러나, 각 경우에는 녹 방지 코팅이 손상될 것이다. 슬라이드는 경화 이후에만 브론징(bronzing)될 텐데, 이는 그렇게 하지 않으면 화기의 상면에 구멍, 요철, 얼룩이 생겨 외관상 좋지 않을 뿐만 아니라 녹이 슬 수도 있기 때문이다.

현대의 표준 등록 화기는 일반적으로 침탄 질화(nitrocarburized)되고, 이어서 산화됨으로써, 흑색의 매우 경도가 높은 녹 방지 코팅이 실현된다. 이 코팅은 마멸 및 화학물에 대해 브론징보다 상당히 더 내구적이다. 그러나, 이렇게 열적으로 높은 온도에서는, 이미 경화를 통해 단단해져 있는 잠금 표면의 재료 구조가 열흑화 처리에 의해 손상된다. 추가적인 경화, 즉 이 열흑화 처리 이후의 경화 역시 적절하지 못한데, 이는 경화 영역내의 흑화층이 변색될 것이기 때문이다. 흑화층의 일부는 일단 연마를 통해 다시 제거되는데, 경화후에는 일반적으로 연마가 필요하다. 재료가 휘어진 경우에는 이 연마에 의해 잠금 표면의 정확한 형상이 재생되어야 하는데, 이는 단지 약간의 휨 현상(warping)으로 인해서도 경화된 잠금 표면이 잠금 버튼과 밀접하게 정합되지 않을 수 있기 때문이다. 이에 의해 지지 표면이 감소될 것이고, 따라서 표면 압력이 상승될 것이다. 그러나, 이로써 경화에 의해 획득된 효과가 다시 없어질 것이다.

사실상, 슬라이드의 일부는 이미 경화되고 이어서 연마되어 있으나, 이 부분은 화기의 내부에 위치되고 따라서 외부에서는 보이지 않는다. 즉, 그 부분의 변색이 중요한 것은 아니다. 경화되어야 할 영역의 열처리에 의해 외측 녹 방지 코팅이 손상되는 것은 아닌데, 이는 경화되어야 할 영역이 외측 표면상의 녹 방지 코팅된 영역에서 상당히 떨어져 있기 때문이다.

현재까지는, 고품질 연마재를 사용하는 것, 슬라이드와 그에 따른 잠금 표면을 넓히는 것 및/또는 잠금 표면에서의 슬라이드 벽 강도를 증가시키는 것에 의해 비경화 잠금 표면에 대한 손상을 성공적으로 방지하는 것이 가능했다. 그러나, 만약 비정상적으로 강력한 장약이 사용된다면, 매우 많은 횟수의 발사후에는 여전히가시 가능한 변형이 나타날 수 있었다. 슬라이드를 더 넓히는 것은 화기를 무겁고 크게 한다. 현재 이미 사용되는 것보다 더 품질이 좋은 재료를 찾는 것은 매우 어렵고, 그런 재료가 있다 하더라도 역시 너무 비쌀 것이다.

잠금 표면을 형성하는 경화 스프링강으로 제조된 정지 장치를 사용하는 것도 생각해 볼 수 있다. 그러나, 이 방법은 어렵고 비용이 높다. 슬라이드 에지를 밑에서부터 유도 경화(induction hardening)시키면서 동시에 이미 다듬질된 슬라이드의 상면을 냉각시키고, 나중에 잠금 표면만을 연마하고 디버링(deburring)하는 것 역시 가능하다. 그러나, 슬라이드 상면에서의 약간의 가시 가능한 변색이 완전히 방지되지는 않는다. 덧붙여 말하면, 이 공정에도 역시 상당한 비용이 든다.

그럼에도 불구하고, 전술된 문제점은 최신식 공정을 사용하여 해결될 수 있다. 높은 비용 및 기타 다른 단점도 적어도 최소화될 수는 있다.

발명의 요약

이런 전제 아래, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 신속하고 경제적으로 개선시키는 것이다.

상기 목적은 청구항 제 1 항 내지 제 5 항의 요지를 통해 본 발명에 의해 실현된다. 공정 면에서의 본 발명의 요지는, 자동 권총의 이미 최종 형상을 갖고 있는 잠금 표면으로서, 특히 자동 권총의 배출구의 전방(후방을 대면하는) 횡방향 표면에 의해 형성되는 잠금 표면을 다듬질하기 위한 공정에 있어서, 상기 잠금 표면 및/또는 인접하는 재료 표면이 경화용 레이저빔을 사용하여 코팅된다는 것이다.

이 레이저빔은 상대적으로 적은 에너지를 갖도록 설정될 수 있으나, 농축도가 높기 때문에 좁은 영역내에 충분한 과열을 유발한다. 따라서, 레이저빔은 작렬점에서, 경화에는 충분하나 이 영역 밖에서는 매우 신속히 감소되는 고온을 생성한다. 작렬점을 둘러싸는 재료는 신속히 열을 방산하는데, 이는 불림(tempering)이 필요하지 않을 정도로 신속히 발생한다. 의외로 잠금 표면의 휨 현상은 나타나지 않는다.

화기 기술에서의 레이저 경화는 이미 독일 특허 출원 제 199 18 794A1 호[라인메탈(Rheinmetall)]로부터 공지되어 있다. 그러나, 공지된 것은 화기 총열의 축과 동축인 총열 내부 표면 층을 총열내로 삽입된 회전경을 이용하여 경화시키는 경우이다. 이런 방식으로 경화된 층은 이어서 경질 금속층으로 코팅되고 따라서 보이지 않는다. 휨 현상이 일어나지는 않는데, 이는 경화될 표면이 축 방향으로 대칭적이기 때문이다. 본 발명이 해결하려 하는 문제점과 유사성이 있는 것으로 판명되지는 않는다.

본 발명에서, 레이저빔은 경화되어야 할 잠금 표면에 직접 유도될 수 있다. 레이저빔이 잠금 표면내에서 연장되는 하나의 선에만 닿는다면, 그렇게 생성된 경화는 양측으로 신속히 감소한다. 한편, 레이저빔이 경화되어야 할 잠금 표면 전체에 닿는다면, 과열이 발생하여 냉각이 지나치게 느릴 수 있다. 결과적으로는 정의되지 않은 결정 혼합물이 재료내에 생성될 것이다.

그러나, 레이저빔이 잠금 표면에 인접한 대체로 수직인 재료 표면과 이 재료 표면 사이의 에지에 입사하고 그 작렬점이 이 에지를 따라 진행된다면, 잠금 표면이 레이저빔에 의해 매우 양호하게 경화된다는 것이 판명되어 있다. 이 작렬점은상당히 가열됨으로써, 이 가열의 결과로 경화가 발생할 수 있다. 날카로운 에지 때문에, 강한 가열이 빠른 속도로 진행된다. 레이저빔이 중단되면 즉시 모서리가 식고 급격히 경화된다.

이런 방식으로 경화된 영역은 매우 좁을 수 있다. 일정치 못한 가열에도 불구하고 재료가 휘지 않는다. 오히려, 잠금 표면은 그 형상을 유지하고 따라서 추가의 연마가 필요하지 않다.

레이저빔은 잠금 표면을 향해 경사진 각도, 특히 약 45°인 것이 바람직하다(청구항 제 3 항). 이로써, 레이저빔이 뒤쪽 하방으로부터(슬라이드는 폐쇄시처럼 수평으로 놓여 있고, 전방이 발사 방향일 때) 잠금 표면의 하부 에지에 입사하면 특히 이롭다.

레이저빔은 입사하는 재료 표면상에 기껏해야 거슬리지 않는 사선(slash)처럼 생긴 흠집을 남길 뿐이다. 그러나, 이 재료 표면이 녹 방지제로써 처리된다면, 녹 방지 층이 손상 또는 파괴된다. 따라서, 본 발명에 의거하여, 레이저빔은 화기의 외부로부터 보이지 않는 재료 표면에 유도되는 것이 바람직하다(청구항 제 4 항). 이 재료 표면으로부터 가로질러 위치된 슬라이드 외부 표면은 거의 모든 유형의 녹 방지제로써 처리될 수 있는데, 이는 녹 방지 표면이 녹 방지 코팅을 손상시키는 온도까지 가열되지 않도록 레이저빔의 세기와 발사 주파수가 설정될 수 있기 때문이다. 레이저빔에 의해 경화된 에지가 가장 영향 받은 영역이다.

장치의 관점에서, 본 발명의 목적은 자동 권총상의 잠금 표면으로서, 특히 자동 권총의 슬라이드의 배출구의 전방 측부상에 위치되고, 청구항 제 1 항 내지제 4 항중 어느 한 항에 의한 공정에 의해 레이저 경화된 영역을 갖는 잠금 표면을 통해 실현된다.

슬라이드의 잠금 표면에는 침탄 질화(nitrocarburized) 및 산화된 외측 표면이 제공되는 것이 바람직하다(청구항 제 6 항).

본 발명은 이 화기를 사용하는 병력이 흠집을 조사하여 제거할 필요가 없도록 가시 가능한 표면상에 흠집 또는 다른 유형의 긁힘이 없어야 하는 표준 등록 모델에 특히 이롭다.

본 발명에 의해 경화된 잠금 표면은 슬라이드 재료와 동일한 구조를 갖는 웨지 형상의 재료 거싯(gusset)을 통해 슬라이드 재료까지 연장되는 것이 바람직하다. 이 거싯은 잠금 표면의 하부 에지로부터 뻗어 가는 2개의 노출면을 갖는데, 이 중 하나는 거의 잠금 표면의 상부 에지까지 상방으로 연장되고, 다른 하나는 슬라이드의 저부를 따라 전방으로 연장된다. 양 노출면은 구조적 전이 영역을 따라 슬라이드의 재료를 통해 연결된다(청구항 제 7 항). 즉, 잠금 표면에 의해 외측으로 접경되고 그 두께가 외측을 향해 증가하는 경화된 영역이 형성된다. 이것은 의외로 매우 이롭다.

즉, 잠금 해제 상태에서 화기의 총열이 하방으로 내려앉으면, 잠금 표면 위의 슬라이드가 총열의 잠금 버튼의 좁은 스트립상에 스스로를 지지시킨다. 따라서, 이 잠금 표면의 저부의 표면 압력이 증가할 수 있다. 그러나, 이 저면의 수명 역시 더 두꺼워진 경질층(hardness layer) 때문에 증가된다.

잠금 표면의 상부에서는, 구조적 전이 영역이 상부 에지내 혹은 아래에서,경화 층과 비경화 층 사이에서 차츰 소멸한다. 즉, 화기의 표면 처리된 외부 표면은 모든 형태의 변화로부터 배제되는데, 이는 상기 전이 영역이 이 외부 표면을 만나지 않기 때문이다.

경화된 재료 거싯의 2개의 노출면은 약 1 내지 1.5mm 전방 및 상방으로 잠금 표면의 하부 에지로부터 떨어져 연장되는 것이 바람직하다(청구항 제 8 항). 즉, 이런 노출면의 폭은 잠금 표면의 높이를 절대 넘지 않으며, 따라서 화기의 상부의 흑화된 외부 표면을 절대 만나지 않는다. 경화된 층의 두께의 바람직한 평균값은 발사 방향으로 0.5mm이고, 발사 방향에 직각으로는(잠금 표면에서는) 1.0mm이다.

슬라이드 자체는 경화되지 않더라도 필요한 강도를 갖고 있는 고강도 합금강으로 주로 형성된다(청구항 제 9 항). 예를 들어, 42 CrMoS₄가 특히 적합하다. 제 2 차 처리로서, 다듬질된 슬라이드는 열처리 작업대 내부에서 침탄 질화 및 흑화-산화(nitrocarburized and black-oxidized)되고, 이어서 본 발명에 따라 그 잠금 표면이 레이저 경화된다.

본 발명은 자동 권총의 이미 최종 형상을 갖고 있는 잠금 표면(lock surface)으로서, 특히 자동 권총의 슬라이드의 배출구의 전방(후방에 대면하는) 횡방향 표면에 의해 형성되는 잠금 표면을 다듬질(finishing)하기 위한 공정 및 이 공정을 사용하여 제조된 잠금 표면에 관한 것이다.

도 1은 자동 권총의 부분적으로 절개된 슬라이드를 도시하는 측면도,

도 2는 도 1의 Ⅱ 부분의 확대도.

첨부된 개략적 도면을 참조하여 본 발명이 좀더 상세히 설명된다.

도 1이 자동 권총의 슬라이드(1)를 도시하는데, 발사 방향은 왼쪽을 향한다. 슬라이드(1)는 주로 42CrMoS₄로 구성되며, 열처리에 의해 흑화된 외부 표면(3)을 갖는다. 슬라이드(1)의 상부 슬라이드 벽(9)이 상방 배출구(4)를 갖는데, 상방 배출구(4)는 발사 방향에 비스듬하게 연장되는 수직 잠금 표면(5)에 의해 전방을 향해 테두리진다. 잠금 표면(5)은 권총이 발사 준비 상태일 때 총열(도시하지 않음)의 상보적인 잠금 버튼상에 안착된다. 잠금 표면의 높이는 상부 슬라이드 벽(9)의 두께에 관계없이 선호된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 잠금 표면(5)은 슬라이드(1)내의 배출구(4)를 전방으로 잠근다. 슬라이드의 최종 완성 및 슬라이드 외측 표면(3)의 최종 흑화후에, 슬라이드는 클램핑되고, 공지된 유형의 레이저가 배열됨으로써, 레이저빔이 화살표(15) 방향으로 슬라이드(1)를 향해 진행하여 초점 평면에 비스듬하게, 바람직하게는 100mm/분의 속도로 이동된다. 레이저의 평균 전력은 바람직하게는 수 100W이고, 임펄스 지속 시간은 수 밀리세컨드이며, 주파수는 약 100 내지 150 Hz인 것이 바람직하다.

이런 다듬질에 의해, 외면상에는 감지 가능한 흠집이 남지 않는다. 이로 인해, 상부 슬라이드 벽(9)의 재료에는 거싯 형상(gusset-shaped)의 경화 영역(11)이 생성되는데, 이 영역은, 전방에서는 경사지고 명확한 윤곽선을 가지며 평탄한 전이 영역(13)에 의해 접경되고, 후방을 향해서는 잠금 표면(5)의 하부에 의해 접경되며, 하방을 향해서는 상부 슬라이드 벽(9)의 저면(7)의 일부에 의해 접경된다. 슬라이드 재료는 레이저 경화된 거싯 형상의 영역(11)내에 미세 구조의 마텐자이트(martensitic) 구조로서 존재한다.

본 발명은, 특히 자동 권총에 대해 설명되었으나, 과변형된 잠금 표면이 실질적으로 경화되어야 하는 모든 자동 화기에 적용될 수 있다.

Claims (9)

1. 자동 권총의 이미 최종 형상을 갖고 있는 잠금 표면(5)으로서, 특히 자동 권총의 배출구(4)의 전방(후방에 대면하는) 횡방향 표면에 의해 형성되는 잠금 표면(5)을 다듬질하기 위한 공정에 있어서,

   상기 잠금 표면(5)은 레이저빔에 의해 경화되고, 상기 레이저빔은 상기 잠금 표면(5) 및/또는 이것에 바로 접경하는 재료 표면(7)에 유도되어, 상기 레이저빔의 작렬점이 상기 재료 표면(7), 즉 상기 잠금 표면(5)을 망라하는 것을 특징으로 하는

   자동 권총의 잠금 표면 다듬질 공정.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 레이저빔은 상기 잠금 표면(5)과 재료 표면(7) 사이의 에지를 향해 비스듬히 유도되는 것을 특징으로 하는

   자동 권총의 잠금 표면 다듬질 공정.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 레이저빔은 상기 잠금 표면(5)을 향해 약 45°의 각도로 배열되는 것을 특징으로 하는

   자동 권총의 잠금 표면 다듬질 공정.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 레이저빔은 상기 자동 권총의 외부에서 볼 수 없는 상기 재료 표면(7)에 유도되는 것을 특징으로 하는

   자동 권총의 잠금 표면 다듬질 공정.
5. 자동 권총의 잠금 표면(5)으로서, 특히 자동 권총의 슬라이드(1)의 배출구(4)의 전방 측부상에 위치된 잠금 표면(5)에 있어서,

   상기 잠금 표면(5)이 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 공정을 통해 적어도 부분적으로 레이저 경화된 영역을 갖는 것을 특징으로 하는

   자동 권총의 잠금 표면.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 슬라이드(1)상에 침탄 질화(nitrocarburized) 및 산화된 외측 표면(3)을 구비하는 자동 권총용으로 설계된

   자동 권총의 잠금 표면.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 경화된 영역(11)은 상기 슬라이드 재료내에 거싯 형상(gusset-shaped)의 스트립(11)처럼 설계되고, 상기 거싯 형상의 스트립(11)은 상기 잠금 표면(5)의하부 에지로부터 연장되는 2개의 노출면을 갖는 대략 삼각형 단면을 가지는데, 하나의 노출면은 상방으로 거의 상기 잠금 표면(5)의 상부 에지까지 연장되고, 다른 노출면은 상기 슬라이드(1)의 저부를 따라 전방으로 연장되며, 양 노출면은 레이저 경화된 슬라이드 재료를 통해 상호 연결됨으로써, 레이저 경화되어 있지 않은 슬라이드 재료에 대해 구조적으로 분리된 영역(13)을 형성하는 것을 특징으로 하는

   자동 권총의 잠금 표면.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 양 노출면의 폭이 1 내지 1.5 mm를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는

   자동 권총의 잠금 표면.
9. 제 5 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 잠금 표면(5)은 상기 슬라이드(1)상에서 주로 고강도 합금강으로 제조되는 것을 특징으로 하는

   자동 권총의 잠금 표면.