KR20040028752A

KR20040028752A - 표면 개질을 실시한 ｖｇｓ 타입 터보 차저의 배기 가이드어셈블리 및 그 구성부재의 표면 개질 방법

Info

Publication number: KR20040028752A
Application number: KR10-2003-7014559A
Authority: KR
Inventors: 오이시신지로
Original assignee: 소기 고교 가부시키가이샤; 이시카와지마-하리마 주고교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2004-04-03
Also published as: CN1526052A; EP1396621A1; US20050011192A1; WO2002092980A1; EP1396621A4; EP1396621B1

Abstract

내고온 슬라이딩 마모성, 내산화성, 고온 강도 등을 향상시킨 신규한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리를 제공한다.

본 발명은 가변 날개 (1), 터빈 프레임 (2), 가변 기구 (3) 등의 배기 가이드 어셈블리 (A) 의 구성부재에 표면 개질을 실시하는 것을 특징으로 한다.

Description

표면 개질을 실시한 ＶＧＳ 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리 및 그 구성부재의 표면 개질 방법 {SURFACE-REFORMED EXHAUST GAS GUIDE ASSEMBLY OF VGS TYPE TURBO CHARGER, AND METHOD OF SURFACE-REFORMING COMPONENT MEMBER THEREOF}

자동차용 엔진의 고출력화, 고성능화의 한 수단으로 사용되는 과급기로서 터보차저가 알려져 있으며, 이것은 엔진의 배기 에너지에 의하여 터빈을 구동하고, 이 터빈의 출력에 의하여 컴프레서를 회전시켜, 엔진에 자연 흡기 이상의 과급 상태를 초래하는 장치이다. 그런데 이 터보차저는 엔진이 저속 회전하고 있을 때에는 배기유량의 저하로 인하여 배기 터빈이 효율적으로 회전하기까지의 지체감과, 그 후 단번에 힘이 작용하기까지의 소요시간, 소위 터보 래그 등이 발생하는 것을 피할 수 없었다. 또한, 원래 엔진 회전이 낮은 디젤 엔진에서는 터보 효과를 얻기 어렵다는 결점이 있었다.

이로 인하여 저속 회전역에서도 효율적으로 작동하는 VGS 타입 터보차저가 개발되고 있다. 이것은 적은 배기량을 가변 날개 (블레이드) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시키고, 배기 터빈의 처리량을 크게 함으로써, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 것으로, 특히 최근 그 배기가스 중의 No_x량이 문제가 되고 있는 디젤 엔진에 있어서는 저속 회전시에 엔진의 효율화를 도모할 수 있는 유용한 터보차저이다.

이 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리는 고온ㆍ배기가스 분위기하에서 사용되는 것으로, 그 제조에는 내열성을 갖는 소재, 예를 들면 JIS 규격, SUS, SUH, SCH, NCF 초합금 등의 내열 재료가 사용되고 있었는데, 매우 가혹한 조건에서 사용되는 것이므로 그 내구 수명에는 일정 한계가 있어, 내구성을 더욱 향상시킬 것이 절실히 요망되고 있다.

당해 배기 가이드 어셈블리 중에서도 특히 슬라이딩부는 고온 상태 중, 일정한 슬라이딩성을 확보, 유지할 필요가 있고, 장시간 금속 응착, 타서 눌러붙는 현상 등을 발생시키지 않고, 마찰계수를 낮게 억제하기는 어려웠다.

또한, 니켈-크롬계 내열부재는 고온 강도의 점에서 당해 슬라이딩부의 구성 재료로서 적합하나, 고온 표면 경도가 실온에 비하여 현저히 저하되므로 고온 슬라이딩성이 결여되기 때문에, 사용하기 어려운 상황이었다.

본 발명은 이러한 배경을 인식하여 이루어진 것으로, 700℃ 이상의 고온을 수반하는 열 사이클, 배기가스 분위기하에서 장시간 사용되는 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 부재의 고온 마모성, 내산화성, 고온 경도 등의 향상을 시도한 것이다.

본 발명은 자동차용 엔진 등에 사용되는 터보차저에 관한 것이며, 특히 이것에 장착되는 배기 가이드 어셈블리의 구성재료에 관련된 것이다.

도 1 은 본 발명과 관련된 터빈 프레임을 장착한 VGS 타입의 터보차저를 나타내는 사시도 (a), 및 배기 가이드 어셈블리를 나타내는 분해사시도 (b) 이다.

도 2 는 비피막 제품과 본 발명에 기초한 막형성품의 내구성에 관한 비교 데이터이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 설명에 있어서는, 본 발명과 관련된 VGS 타입의 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리에 대하여 설명하고, 그 후 배기 가이드 어셈블리의 구성부재 (슬라이딩부를 포함) 의 표면을 개질하는 방법에 대하여 설명한다.

[1] 배기 가이드 어셈블리

배기 가이드 어셈블리 (A) 는 특히 엔진의 저속 회전시에 있어서 배기가스 (G) 를 적절히 점점 축소시켜 배기유량을 조절하는 것으로, 일례로서 도 1 에 나타내는 바와 같이, 배기 터빈 (T) 의 외주에 형성되어 실질적으로 배기유량을 설정하는 복수의 가변 날개 (1) 와, 가변 날개 (1) 를 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과, 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 설정하기 위하여 가변 날개 (1) 를 일정 각도 회전운동시키는 가변기구 (3) 를 구비하여 이루어지는 것이다. 이하, 각 구성부에 대하여 설명한다.

먼저, 가변 날개 (1) 에 대하여 설명한다. 이것은 일례로서 도 1 에 나타내는 바와 같이, 배기 터빈 (T) 의 외주를 따라 원호 형상으로 복수 (1 기의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 대하여 대략 10 개 내지 15 개 정도) 배치되고, 그 각각이 대략 동일 정도씩 회전운동하여 배기유량을 적절히 조절하는 것이다. 그리고, 각 가변 날개 (1) 는 날개부 (11) 와 축부 (12) 를 구비하여 이루어진다. 날개부 (11) 는 주로 배기 터빈 (T) 의 폭 치수에 따라 일정 폭을 갖도록 형성되는 것으로, 그 폭 방향에 있어서의 단면이 대략 날개 형상으로 형성되고, 배기가스 (G) 가 효과적으로 배기 터빈 (T) 를 향하도록 구성되어 있다. 또한, 여기서 날개부 (11) 의 폭 치수를 편의상 날개 높이 (h) 라 한다. 축부 (12) 는 날개부 (11) 와 일체로 연속되도록 형성되는 것으로, 날개부 (11) 를 움직일 때의 회전운동축에 상당하는 부위가 된다.

또한, 날개부 (11) 와 축부 (12) 의 접속 부위에는 축부 (12) 에서 날개부 (11) 를 향하여 가늘어지는 테이퍼부 (13) 와, 축부 (12) 보다 약간 큰 직경의 칼라부 (14) 가 연결되도록 형성되어 있다. 또한, 차양부 (14) 의 바닥면은 날개부 (11) 의 축부 (12) 측의 단면과 대략 동일 평면상에 형성되고, 이 평면에 의하여 가변 날개 (1) 를 터빈 프레임 (2) 에 장착한 상태에 있어서 원활한 회전운동 상태를 확보하고 있다. 또한, 축부 (12) 의 선단부에는 가변 날개 (1) 의 장착상태의 기준이 되는 기준면 (15) 이 형성된다. 이 기준면 (15) 은 후술하는 가변 기구 (3) 에 대하여 코킹 등에 의하여 고정되는 부위로, 일례로서 도 1 에 나타내는 바와 같이, 축부 (12) 를 대향적으로 절결시킨 평면이 날개부 (11) 에 대하여 대략 일정한 경사 상태로 형성되어 이루어지는 것이다.

다음으로, 터빈 프레임 (2) 에 대하여 설명한다. 이것은 복수의 가변 날개 (1) 를 회전운동이 자유롭게 지지하는 프레임 부재로서 구성되는 것으로, 일례로서 도 1 에 나타내는 바와 같이, 프레임 세그먼트 (21) 와 지지부재 (22) 에 의하여 가변 날개 (1) 를 끼워 넣도록 구성된다. 그리고 프레임 세그먼트 (21) 는 가변 날개 (1) 의 축부 (12) 를 수용하는 플랜지부 (23) 와, 후술하는 가변 기구 (3) 를 외주에 끼우는 보스부 (24) 를 구비하여 이루어진다. 또한, 이러한 구조로부터 플랜지부 (23) 에는 주연 부분에 가변 날개 (1) 와 동일 수의 수용 구멍 (25) 이 등간격으로 형성되는 것이다.

또한 지지부재 (22) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 중앙 부분이 개구된 원판 형상으로 형성되어 있다. 그리고 이들 프레임 세그먼트 (21) 와 지지부재 (22) 에 의하여 끼워 넣어진 가변 날개 (1) 의 날개부 (11) 를 항상 원활하게 회전운동시킬 수 있도록 양 부재간의 치수는 거의 일정 (대략 가변 날개 (1) 의 날개폭 치수 정도) 하게 유지되는 것으로, 일례로서 수용 구멍 (25) 의 외주 부분에 4 군데 설치된 코킹핀 (26) 에 의하여 양 부재간의 치수가 유지되어 있다. 여기서 상기 코킹핀 (26) 을 수용하기 위하여 프레임 세그먼트 (21) 및 지지부재 (22) 에 개구되는 구멍을 핀구멍 (27) 으로 한다.

또한 이 실시형태에서는, 프레임 세그먼트 (21) 의 플랜지부 (23) 는 지지부재 (22) 와 거의 동일 직경의 플랜지부 (23A) 와, 지지부재 (22) 보다 약간 큰 직경의 플랜지부 (23B) 의 2 개의 플랜지 부분으로 이루어지는 것으로, 이들을 동일 부재로 형성하는 것인데, 동일 부재에 의한 가공이 복잡해지는 경우 등에 있어서는 직경이 다른 2 개의 플랜지부를 분할하여 형성하고, 나중에 고정 가공이나 브레이징 가공 등에 의하여 접합하는 것도 가능하다.

다음으로, 가변 기구 (3) 에 대하여 설명한다. 이것은 터빈 프레임 (2) 의 보스부 (24) 의 외주측에 형성되고, 배기유량을 조절하기 위하여 가변 날개 (1) 를 회전운동시키는 것으로, 일례로서 도 1 에 나타내는 바와 같이, 어셈블리 내에서 실질적으로 가변 날개 (1) 의 회전운동을 일으키는 회전운동 부재 (31) 와, 이 회전운동을 가변 날개 (1) 에 전달하는 전달 부재 (32) 를 구비하여 이루어지는 것이다. 회전운동 부재 (31) 는 도시하는 바와 같이 중앙 부분이 개구된 대략 원판 형상으로 형성되고, 그 주연 부분에 가변 날개 (1) 와 동일 수의 전달 부재 (32) 를 등간격으로 형성하는 것이다. 또한, 이 전달 부재 (32) 는 회전운동 부재 (31) 에 회전이 자유롭게 장착되는 구동요소 (32A) 와, 가변 날개 (1) 의 기준면 (15) 에 고정 상태로 장착되는 수동요소 (32B) 를 구비하여 이루어지는 것으로, 이들 구동요소 (32A) 와 수동요소 (32B) 가 접속된 상태에서 회전운동이 전달된다. 구체적으로는 사각편 형상의 구동요소 (32A) 를 회전운동 부재 (31) 에 대하여 회전이 자유롭게 핀 고정하는 동시에, 이 구동요소 (32A) 를 수용할 수 있도록 대략 U 자 형상으로 형성한 수동요소 (32B) 를 가변 날개 (1) 의 선단의 기준면 (15) 에 고정시키고, 사각편 형상의 구동요소 (32A) 를 U 자 형상의 수동요소 (32B) 에 끼워 넣고, 쌍방을 걸어 맞추듯이 회전운동 부재 (31) 를 보스부 (24) 에 장착하는 것이다.

또한, 복수의 가변 날개 (1) 를 장착한 초기 상태에 있어서, 이들을 둘레 형상으로 정렬시킬 때에는 각 가변 날개 (1) 와 수동요소 (32B) 가 대략 일정한 각도로 장착될 필요가 있으며, 본 실시형태에 있어서는 주로 가변 날개 (1) 의 기준면 (15) 이 이 작용을 맡고 있다. 또한, 회전운동 부재 (31) 를 단순히 보스부 (24) 에 끼워 넣은 상태에서는 회전운동 부재 (31) 가 터빈 프레임 (2) 과 약간 이반(離反)되었을 때, 전달부재 (32) 의 걸어맞춤이 해제될 우려가 있으므로, 이를 방지하기 위하여 터빈 프레임 (2) 의 대향측에서 회전운동 부재 (31) 를 끼우도록 링 (33) 을 형성하여, 회전운동 부재 (31) 에 대하여 터빈 프레임 (2) 측으로의 누름 경향을 부여하는 것이다.

이러한 구성에 의하여, 엔진이 저속 회전을 하였을 때에는 가변 기구 (3) 의 회전운동 부재 (31) 를 적절히 회전운동시키고, 전달부재 (32) 를 통하여 축부 (12) 에 전달하고, 도 1 에 나타내는 바와 같이 가변 날개 (1) 를 회전운동시켜, 배기가스 (G) 를 적절히 압축하여 배기유량을 조절하는 것이다.

[2] 표면 개질

본 발명에 있어서의 배기 가이드 어셈블리의 구성부재의 표면을 개질하는 방법으로는, 개질성, 작업성, 치수 정밀도 등의 점에서, TD 염욕법, 유동층법, 가스연질화법, 크로마이즈법, 이온 플레이팅법 등을 사용하여 피막 처리하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 이하의 공정으로 피막 형성 (제조) 된다.

(1) 피막

(ⅰ) 가변 날개가 SUS420J2 로 구성되어 있는 경우

먼저, 가변 날개를 탈지ㆍ세정하고, 대량 처리하기 위하여 준비된 적당한 지그에 세팅하고, 이어서 처리온도를 균일하게 유지하고, 스텐레스강 특유의 600℃∼800℃ 에서의 예민화에 의한 내식성 열화와 재질 취화(脆化)를 회피하기 위하여 500℃ 정도로 예비 가열한다. 그리고, 소정의 처리장치에 넣고, 소요 반응을 일으켜 막을 형성한 후 세정한다. 또한, 샤프트부 (축부) 선단은 처리 후 고정 가공을 실시하므로 마스킹하는 것이 바람직하다.

(ⅱ) 가변 날개가 SUS310S 로 구성되어 있는 경우

사전에 침탄을 실시하지 않는 경우에는, 상기와 동일한 방법에 의하여 피막한다.

또한 침탄을 실시하는 경우에는, 표면 세정화 후, 소정의 방법에 의하여 탄소를 적어도 표면에서 10㎛ 정도 과포화 상태에서 함유시키고, 그 후 상기와 동일한 방법에 의하여 처리한다.

(ⅲ) 터빈 프레임이 SUS310S 로 구성되어 있는 경우

기본적으로 가변 날개의 경우와 동일하나, 큰 치수이고 중량이므로 처리할 때에는 홀드용 지그를 견고한 것으로 할 필요가 있다. 가변 날개의 경우에 기재한 바와 같이, SUS310S 에서는 고용 탄소량이 적으므로 비평형ㆍ과포화로 탄소를 함유 (침탄) 시킬 필요가 있다.

(ⅳ) 터빈 프레임이 SCH21 로 구성되어 있는 경우

상기와 동일한 방법에 의하여 피막한다.

(ⅴ) 터빈 프레임이 Incoloy800H 로 구성되어 있는 경우

상기와 동일한 방법에 의하여 피막한다.

(ⅵ) 어셈블리 부품이 니켈 함유 내열소재로 구성되어 있는 경우

니켈 함유 내열부재나 그 하나인 오스테나이트계 내열재료로 구성되는 배기 가이드 어셈블리 부품을 탈지ㆍ세정하고, 적당한 지그에 세팅하고, 이어서 염욕온도의 균질화와 예민화 회피를 위하여 500℃ 정도로 예비 가열한다. 그리고, 표면 개질 처리장치에 넣고 소요 반응을 일으켜 피막을 실시한 후 세정한다.

(ⅶ) 어셈블리 부품이 니켈 비함유 내열부재로 구성되어 있는 경우

니켈 비함유 내열부재나 페라이트계 SUS 내열부재로 구성되는 배기 가이드 어셈블리 부품을 TD 염욕법의 경우에는 붕사, 염화물, 크롬 산화물로 이루어지는 염욕 중에서, 또한 크로마이즈법의 경우에는 크롬 가루 및 보조제로 이루어지는 분말 중에서 처리하여, 각각 탄화물 피막을 형성시킨다.

(ⅷ) 슬라이딩부를 두께 5㎛ 이상의 크롬 탄화물로 피막하는 경우

먼저, 다음 공정의 피막성을 확보하기 위하여, 본 발명의 내열부재에 있어서는 부재 표면 근방에 탄소를 침투시킨다.

이어서, 붕사를 주체로 하여 산화 크롬을 함유시킨 1000℃ 정도의 염욕 중에 이 침탄 부재를 침지시키고, 고온 표면 반응을 일으킴으로써 크롬 탄화물을 피막한다.

(ⅸ) 슬라이딩부를 실질적으로 단일상의 크롬 탄화물로 피막하는 경우

부품을 탈지ㆍ세정하고, 적당한 지그에 세팅하고, 이어서 염욕온도의 균질화와 부품 소재의 예민화를 회피하기 위하여 500℃ 로 예비 가열한다. 그리고 붕사, 염화물, 산화 크롬으로 이루어지는 염욕 처리장치에 넣고, 소요 반응을 일으켜 피막을 실시한 후 세정한다.

(ⅹ) 어셈블리 부품이 고니켈-고크롬 내열소재로 구성되어 있는 경우

(a) 플라즈마법

부재를 적당한 지그에 세팅하고, 고진공하, 탄소원자를 이온화하고 (플라즈마 상태), 재료를 한쪽 전극으로 하여 탄소를 침입시킴으로써 침탄을 실시한다. 이어서 당해 부재의 표면 세정후, 산화 크롬을 함유하는 붕사ㆍ염화물 혼합 염욕을 1000℃ 전후에서 침지시키고, 탄화물 막형성 반응을 실시한 후, 중화 세정함으로써 소정의 피막이 형성된다.

(b) 감압법

부재를 적당한 지그에 세팅하고, 감압하 수소로 표면의 산화물 박층을 제거한다. 그 후, 메탄이나 아세틸렌 등을 펄스적으로 흐르게 함으로써 침탄을 실시한다. 이어서, 당해 부재의 표면 세정후, 산화 크롬을 함유하는 붕사ㆍ염화물 혼합 염욕을 1000℃ 전후에서 침지시키고, 탄화물 막형성 반응을 실시한 후, 중화 세정함으로써 소정의 피막이 형성된다.

(xi) 어셈블리 부품이 비고온 부재로 구성되어 있는 경우

타겟으로서의 Ti, Al 에 고전압을 인가하여 Ti, Al 증기를 발생시키고, 이것에 적량의 N 을 혼합시키고 대상 부품에 증착시킨다. 이 때의 대상 부품의 상한온도는 500℃ 로 할 수 있다.

(2) 내구성, 슬라이딩성, 내열성

상기 (ⅰ)∼(xi) 의 피막 형성에 의하여 고온 경도가 50% 이상 향상되고, 내산화성이 향상되고, 타서 눌러붙지도 않게 되고, 고온 내구성이 현저히 증가하였다.

또한, 도 2 에 비피막 제품과 본 발명에 기초한 막형성품의 내구성에 관한 비교 데이터를 나타내었다.

또한 슬라이딩부에 대한 피막에 관해서는, (ⅶ) 의 피막에 의하여 800℃ 이상의 고온 조건에서 장시간 슬라이딩성이 향상되고 (동마찰계수 2 이상 (피막 없음) 이 0.5 정도 이하로 저하), 전혀 타서 눌러붙지도 않고, 슬라이딩성이 현저히 향상되었다. 또한 (ⅷ) 의 피막에 의하여, 동적 슬라이딩 마찰계수 측정의 결과, 850℃×100hr 의 슬라이딩 시험을 실시하였을 때의 동마찰계수 μ는 피막이 없는 경우, μ＞2, 크롬 탄화물 혼합상 피막 부여의 경우, μ=0.5∼1.0, 실질적인 크롬 탄화물 단일상 (Cr₇C₃) 피막 부여의 경우 μ＜0.5 로 명확한 차이를 보였다.

또한 (ⅹ) 의 피막 형성에서는, 850℃ 에 있어서의 고온 슬라이딩 마찰계수가 피막 처리를 하지 않은 경우에 비하여 1/10 정도로 감소하고, 50만㎞ 이상의 주행이 가능하게 되었다.

또한 (xi) 의 피막 형성에 의하여, 통상 대상 부품을 1000℃ 전후의 고온에서 처리한 경우, 1∼2% 의 열변형의 발생은 피할 수 없으나, 본 피막 형성에서는 이것을 1/2∼1/5 로 저감하였다. 이것은 본 피막 형성이 통상의 수시간의 처리에 비하여 불과 수 분 정도의 단시간에 완료되는 것에도 기여하고 있는 것으로 여겨진다.

(3) 표면 개질과 적용 소재의 관계

또한, 내열성을 향상시키는 표면 처리와 적용 소재의 관계를 정리하면, 일반적으로 탄소 함유량이 비교적 적은 소재의 경우 (예를 들면, 탄소 함유량이 약 0.1% 이하) 에는, 소재 표면에 탄소를 침입시키는 침탄 처리를 실시하는 것이며, 한편 탄소 함유량이 비교적 많은 소재의 경우에는 (예를 들면, 탄소 함유량이 약 0.1% 이상), 침탄 처리를 실시하지 않고 소재 표면에 탄화물이나 질화물 등의 피막을 형성하는 것이다. 즉, 본 명세서에 기재한 부재에서는 주로 고니켈-고크롬 내열부재 등의 저탄소강에 침탄처리를 실시하고, 니켈 함유 오스테나이트 부재나 페라이트계 SUS 내열부재 (일부) 등의 고탄소강에 침탄 처리를 실시하지 않는 것이다. 물론 본 명세서에 있어서, 고니켈-고크롬 내열부재로서 예시한 SUH310, SCH21, SCH22 등은 일반적인 카테고리로는 저탄소강이 아니지만, 이러한 부재에도 필요에 따라 침탄 처리를 실시할 수 있다.

발명의 개시

즉 청구범위 제 1 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 부재의 표면을 탄화물 또는 질화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 피막 성분의 탄화물로는 크롬 탄화물, 바나듐 탄화물, 철 탄화물, 몰리부덴 탄화물, 텅스텐 탄화물, 티탄 탄화물, 니오브 탄화물, 하프늄 탄화물 등이 있으며, 특히 크롬 탄화물이 바람직하고, 질화물로는 크롬 질화물, 바나듐 질화물, 철 질화물, 티탄 질화물, 니오브 질화물 등이 있으며, 특히 크롬과 철이 복합된 철 크롬 질화물이 바람직하다.

또한, 청구범위 제 2 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 니켈 함유 내열부재의 표면을 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 3 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 2 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 니켈 함유 내열부재에 실시되는 피막은 크롬 탄화물인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 4 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 니켈 함유 오스테나이트계 내열부재의 표면을 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 5 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 4 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 니켈 함유 오스테나이트계 내열부재에 실시되는 피막은 크롬 탄화물인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한 상기 니켈 함유 내열부재란, 니켈을 25% 이상 함유하는 내열부재를 말하며, 구체적으로는 SUH660, Incoloy800H, Inconel713C 등을 들 수 있다.

또한 오스테나이트계 내열부재란, 기본적으로는 오스테나이트계 스텐레스강을 말하며, 구체적으로는 SUS304, SUS316, SUS310S, SUH310, SCH21, SCH22 등을 들 수 있다.

또한 피막 성분의 탄화물로는, 크롬 탄화물, 바나듐 탄화물, 철 탄화물, 몰리브덴 탄화물, 텅스텐 탄화물, 티탄 탄화물, 니오브 탄화물, 하프늄 탄화물 등이 있으며, 특히 크롬 탄화물이 바람직하다.

또한 피막 성분의 크롬 탄화물로는, Cr₂₃C₆, Cr₇C₃, Cr₃C₂등이 있으며, 특히 막형성성과 막질을 고려하면 Cr₇C₃이 바람직하다.

또한 청구범위 제 6 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 니켈 비함유 내열부재의 표면을 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 7 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 6 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 니켈 비함유 내열부재의 표면에 실시되는 피막은 Cr₇C₃및/또는 Cr₂₃C₆인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 8 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 페라이트계 SUS 내열부재의 표면을 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 9 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 8 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 페라이트계 SUS 내열부재에 실시되는 피막은 Cr₇C₃및/또는 Cr₂₃C₆인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한 상기 니켈 비함유 내열부재란, 9Cr-1Mo, 12Cr-1/2Mo, 18Cr-5Al 등의 니켈을 전혀 함유하지 않는 내열부재를 말한다.

또한 페라이트계 SUS 내열부재란, SUS420J2, SUS440C, SUS444 등을 말한다.

또한 피막 성분의 크롬 탄화물로는, Cr₂₃C₆, Cr₇C₃, Cr₃C₂등이 있으며, 특히 막형성성이나 내열성 면에서 Cr₇C₃이 바람직하다.

또한, 청구범위 제 10 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리의 슬라이딩부를 구성하는 내열부재의 표면을 두께 5㎛ 이상의 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한 여기서 슬라이딩부란, 후술하는 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서 가변 날개 (1) 의 축부 (12) 와, 이것을 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 의 수용 구멍 (25) 과의 사이에 전형적으로 보이는 가동부재와 정지부재가 상호 면접촉하는 부위를 말한다.

또한 피막 성분의 크롬 탄화물로는, Cr₂₃C₆, Cr₇C₃, Cr₃C₂등이 있으며, 특히 피막 생성능과 고온 슬라이딩성 쌍방의 면에서 Cr₇C₃이 바람직하다.

또한, 청구범위 제 11 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 10 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 슬라이딩부를 구성하는 내열부재는 니켈-크롬계 내열부재인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

여기서 니켈-크롬계 내열부재란, Ni 함유 SUS, SUH, SCH, NCF 초합금 등의 니켈과 크롬을 동시에 다량 함유하는 것을 말한다.

또한, 청구범위 제 12 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리의 슬라이딩부를 구성하는 내열부재의 표면을 실질적으로 단일상의 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한 단일상의 크롬 탄화물의 피막 중 또는 피막 하층에, 크롬 탄화물을 형성하지 않은 단독의 Cr 또는 C 원소가 존재하고 있어도, 고온 슬라이딩성을 향상시키는 기능상, 전혀 지장이 되지 않으므로, 여기서는 이러한 경우를 고려하여 「실질적인 단일상」이라 기재하고 있다.

또한 피막 성분의 크롬 탄화물로는, Cr₂₃C₆, Cr₇C₃, Cr₃C₂등이 있으며, 특히 막형성성과 고온 슬라이딩성을 양립시키는 점에서 Cr₇C₃이 바람직하다.

또한, 청구범위 제 13 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 12 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 슬라이딩부를 구성하는 내열부재는 니켈-크롬계 내열부재인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

여기서 니켈-크롬계 내열부재란, 전술한 바와 같이 Ni 함유 SUS, SUH, SCH, NCF 초합금 등의 니켈과 크롬을 동시에 다량 함유하는 것을 말한다.

또한, 청구범위 제 14 항에 기재된 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리의 구성부재의 표면 개질 방법은 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리의 구성부재에 표면 처리를 실시하는 방법에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 고니켈-고크롬 내열부재의 표면을 감압하 환원성 가스에 의한 산화물 박층의 사전 제거, 이어서 탄소간 중합성이 적은 침탄 가스에 의한 처리 후, 크롬 탄화물, 티탄 탄화물, 니오브 탄화물, 텅스텐 탄화물 또는 하프늄 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한 청구범위 제 15 항에 기재된 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리의 구성부재의 표면 개질 방법은 상기 청구범위 제 14 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 침탄 가스에 의한 처리는 침탄 가스를 펄스적으로 흐르게 하여 실시하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

여기서 상기 표면 개질 방법에 대하여 설명한다.

배기 가이드 어셈블리를 구성하는 고니켈-고크롬 내열부재를 침탄할 때는 0.1∼10 Torr 의 감압하, 먼저 당해 표면의 산화물 박층을 수소 등의 환원성 가스로 제거하고, 그 후 침탄 처리를 실시할 때, 결정입자 안팎의 탄화물 석출을 억제하기 위하여 크롬 함유량이 25% 이상으로 이루어지는 재료에 있어서는 해리 암모니아 가스를 표층에 흐르게 하여 침질 처리를 실시한다.

다음으로 탄소간 중합성이 낮은 메탄, 일산화탄소, 경우에 따라서 아세틸렌 등의 침탄 가스를, 예를 들면 펄스적으로 흐르게 한 후, 당해 고니켈-고크롬 내열부재의 표면층을 탄화물로 피막할 수 있다.

본 발명에 의하여, 상당한 비평형 과포화 고용 상태에서 침탄시킨 탄소원자가 존재한다는 특징적인 기상 침탄에 의한 당해 부재의 표면의 피막이 가능하게 되었다.

또한 표면 피막의 방법은 종래법에 의한다. 또한, 이러한 표면 개질은 배기 가이드 어셈블리 전체의 구성부재에 실시하는 것이 바람직하나, 반드시 그럴 필요는 없으며, 예를 들면 부재의 슬라이딩 상태 등에 따라 필요 부위에만 실시할 수 있다.

또한, 청구범위 제 16 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 14 항 또는 제 15 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 배기 가이드 어셈블리의 구성부재에 실시되는 크롬 탄화물의 피막은 Cr₇C₃및/또는 Cr₂₃C₆인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 17 항에 기재된 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리의 구성부재의 표면 개질 방법은 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리의 구성부재에 표면 처리를 실시하는 방법에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 고니켈-고크롬 내열부재의 표면을 감압하 플라즈마 상태에서의 탄소원자의 이온화, 이어서 부재를 전극으로 한 이온화 상태 탄소원자의 비평형ㆍ고용 상태에서의부재에 대한 침탄 처리 후, 크롬 탄화물, 티탄 탄화물, 니오브 탄화물, 텅스텐 탄화물 또는 하프늄 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

여기서 상기 표면 개질 방법에 대하여 설명한다.

상기 표면 개질 방법을 실시한 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 고니켈-고크롬 내열부재를 침탄시킬 때에는, 10^-4∼10^-6Torr 의 고진공하, 먼저 침탄 처리를 실시할 때, 결정입자 안팎의 탄화물 석출을 억제하기 위하여, 크롬 함유량이 25% 이상으로 이루어지는 재료에 있어서는, 경우에 따라서 해리 암모니아 가스를 표층에 흐르게 하여 침질 처리를 실시한다.

다음으로 탄소원자를 플라즈마 상태에서 이온화시키고, 재료를 한쪽 전극으로 하여 탄소를 침입시킨 후, 당해 고니켈-고크롬 내열부재의 표면층을 고용 탄화물로 농화(濃化)시킬 수 있다.

본 발명에 의하여 실질적으로 완전에 가까운 비평형 과포화 고용 상태에서 침탄시킨 탄소원자가 대량으로 존재하여 자유로이 확산하여, 탄화물층이 될 수 있다는 특징적인 이온화 침탄에 의한 당해 부재의 표면의 피막이 가능하게 되었다.

또한, 표면 막형성 방법은 종래법 (TD 염욕법 등) 에 의한다. 또한, 이러한 표면 개질은 배기 가이드 어셈블리 전체의 구성부재에 실시하는 것이 바람직하나, 반드시 그럴 필요는 없으며, 예를 들면 부재의 슬라이딩 상태 등에 따라 필요 부위에만 실시할 수 있다.

또한, 청구범위 제 18 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저에있어서의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 17 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 페라이트 부재에 실시되는 크롬 탄화물의 피막은 Cr₇C₃및/또는 Cr₂₃C₆인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 19 항에 기재된 상기 표면 개질 방법을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리에 있어서, 상기 청구범위 제 14, 15 또는 17 항에 기재된 방법에 의하여, 표면이 탄화물로 피막된 고니켈-고크롬 내열부재를 구성소재로 하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한 여기서 고니켈-고크롬 내열부재란, 니켈을 8% 이상, 크롬을 18% 이상 함유하는 내열부재를 말하며, 구체적으로는 SUS304, SUS316, SUS310S, SUH310, SUH660, Incoloy800H, Inconel713C, SCH21, SCH22, Inconel625, SUH661 등을 들 수 있다.

또한 피막 성분의 탄화물로는, Cr₂₃C₆, Cr₇C₃, Cr₃C₂, VC, TiC, MoC, WC, HfC, NbC 등을 들 수 있다.

또한 청구범위 제 20 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 16, 18, 19 항에 기재된 요건에 더하여, TD 염욕법에 의하여 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

여기서 TD 염욕법이란, 붕사를 베이스로 하여, 이것에 각종 염화물을 혼입하고 다시 막형성하고자 하는 금속의 탄화물에 상당하는 금속의 산화물을 혼합하여 고온으로 유지함으로써, 유동 상태의 소위 염욕을 이루고, 피막체를 이 염욕 중에 침지시켜 고온 표면 반응을 일으켜, 소요 금속 탄화물을 막형성하는 방법이다.

또한, 청구범위 제 21 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 16, 18, 19 에 기재된 요건에 더하여, 가스 연질화법에 의하여 철 크롬 질화물로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

여기서 가스 연질화법이란, 해리 암모니아 등의 질소의 존재하에, 이 가스체와 질화물 피막체를 적절한 온도로 유지함으로써, 피막체 표면 아래의 금속원소와 질소를 반응시키고, 금속 질화물로 피막하는 방법이다.

또한 청구범위 제 22 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 엔진에서 배출되는 배기가스의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개와, 이 가변 날개를 배기 터빈의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임과, 이 가변 날개를 적절히 회전운동시켜, 배기가스의 유량을 조절하는 가변 기구를 구비하고, 적은 배기유량을 가변 날개로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 비고온 부재의 표면을 Ti-Al-N 으로 피막하는 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한 청구범위 제 23 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 22 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 비고온 부재는 내열온도가 800℃ 이하인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 24 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 22 항 또는 제 23 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 비고온 부재에 실시되는 피막은 Ti1-Al1-N1 인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한, 청구범위 제 25 항에 기재된 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리는 상기 청구범위 제 22 항 또는 제 23 항에 기재된 요건에 더하여, 상기 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 비고온 부재에 실시되는 피막은 Ti(x)-Al(y)-N(z) (단, x, y＞z) 인 것을 특징으로 하여 이루어지는 것이다.

또한 상기에 있어서의 비고온 부재란, 내열온도가 800℃ 이하인 것을 말한다.

또한 피막 성분의 Ti-Al-N 으로는, 각 원소의 화학량론비가 각종 값을 갖는 것이 있으며, 특히 각 양론비가 동등하거나 Ti 및 Al 의 양론비가 N 보다 큰 것이바람직하다.

이렇게 하여 구성하는 비고온 부재의 표면을 Ti-Al-N 으로 피막한 고온 내구성을 향상시킨 배기 가이드 어셈블리는 그 후, 내열부재의 표면 개질 처리가 이루어져도 열변형을 일으키지 않고, 고내구성을 갖는 당해 배기 가이드 어셈블리가 제조되게 된다.

이상과 같이 본 발명은 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리를 구성하는 내열성을 갖는 소재, 예를 들면 JIS 규격, SUS, SUH, SCN, NCF 초합금 등의 내열부재에 적절한 표면 개질을 실시하고, 어셈블리의 내구 수명을 대폭 연장하고자하는 경우에 적합하다.

Claims

엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T) 을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 부재의 표면을 탄화물 또는 질화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T) 을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 니켈 함유 내열부재의 표면을 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 2 항에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 니켈 함유 내열부재에 실시되는 피막은 크롬 탄화물인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T) 을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 니켈 함유 오스테나이트계 내열부재의 표면을 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 4 항에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 니켈 함유 오스테나이트계 내열부재에 실시되는 피막은 크롬 탄화물인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T) 을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 니켈 비함유 내열부재의 표면을 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 6 항에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 니켈 비함유 내열부재에 실시되는 피막은 Cr₇C₃및/또는 Cr₂₃C₆인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T) 을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 페라이트계 SUS 내열부재의 표면을 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 8 항에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 페라이트계 SUS 내열부재에 실시되는 피막은 Cr₇C₃및/또는 Cr₂₃C₆인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T) 을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 의 슬라이딩부를 구성하는 내열부재의 표면을 두께 5㎛ 이상의 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 10 항에 있어서, 상기 슬라이딩부를 구성하는 내열부재는 니켈-크롬계 내열부재인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T) 을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 의 슬라이딩부를 구성하는 내열부재의 표면을 실질적으로 단일상의 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 12 항에 있어서, 상기 슬라이딩부를 구성하는 내열부재는 니켈-크롬계 내열부재인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T)을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 의 구성부재에 표면 처리를 실시하는 방법에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 고니켈-고크롬 내열부재의 표면을 감압하 환원성 가스에 의한 산화물 박층의 사전 제거, 이어서 탄소간 중합성이 적은 침탄 가스에 의한 처리 후, 크롬 탄화물, 티탄 탄화물, 니오브 탄화물, 텅스텐 탄화물 또는 하프늄 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리의 구성부재의 표면 개질 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 침탄 가스에 의한 처리는 침탄 가스를 펄스적으로 흐르게 하여 실시하는 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리의 구성부재의 표면 개질 방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 의 구성부재에 실시되는 크롬 탄화물의 피막은 Cr₇C₃및/또는 Cr₂₃C₆인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 의 구성부재에 표면 처리를 실시하는 방법에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 고니켈-고크롬 내열부재의 표면을 감압하 플라즈마 상태에서의 탄소원자의 이온화, 이어서 부재를 전극으로 한 이온화 형상 탄소원자의 비평형ㆍ고용 상태에서의 부재에 대한 침탄 처리 후, 크롬 탄화물, 티탄 탄화물, 니오브 탄화물, 텅스텐 탄화물 또는 하프늄 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 VGS 타입 터보차저에 있어서의 배기 가이드 어셈블리의 구성부재의 표면 개질 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 의 구성부재에 실시되는 크롬 탄화물의 피막은 Cr₇C₃및/또는 Cr₂₃C₆인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T) 을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

제 14, 15 또는 17 항에 기재된 방법에 의하여, 표면이 탄화물로 피막된 고니켈-고크롬 내열부재를 구성소재로 하는 것을 특징으로 하는 상기 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 16, 18, 19 항에 있어서, TD 염욕법에 의하여 크롬 탄화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 16, 18, 19 항에 있어서, 가스 연질화법에 의하여 철 크롬 질화물로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
엔진에서 배출되는 배기가스 (G) 의 유량을 적절히 조절하여 배기 터빈 (T) 을 회전시키는 가변 날개 (1) 와,

이 가변 날개 (1) 를 배기 터빈 (T) 의 외주부에 있어서 회전운동이 자유롭게 지지하는 터빈 프레임 (2) 과,

이 가변 날개 (1) 를 적절히 회전운동시켜, 배기가스 (G) 의 유량을 조절하는 가변 기구 (3) 를 구비하고,

적은 배기유량을 가변 날개 (1) 로 압축하고, 배기 속도를 증가시켜, 저속 회전시에도 고출력을 발휘할 수 있도록 한 VGS 타입 터보차저에서의 배기 가이드 어셈블리 (A) 에 있어서,

상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 비고온 부재의 표면을 Ti-Al-N 으로 피막하는 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 22 항에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 비고온 부재는 내열온도가 800℃ 이하인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 비고온 부재에 실시되는 피막은 Ti1-Al1-N1 인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 배기 가이드 어셈블리 (A) 를 구성하는 비고온 부재에 실시되는 피막은 Ti(x)-Al(y)-N(z) (단, x, y＞z) 인 것을 특징으로 하는 표면 개질을 실시한 VGS 타입 터보차저의 배기 가이드 어셈블리.