KR20080040270A - 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한스풀 - Google Patents

금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한스풀 Download PDF

Info

Publication number
KR20080040270A
KR20080040270A KR1020060107984A KR20060107984A KR20080040270A KR 20080040270 A KR20080040270 A KR 20080040270A KR 1020060107984 A KR1020060107984 A KR 1020060107984A KR 20060107984 A KR20060107984 A KR 20060107984A KR 20080040270 A KR20080040270 A KR 20080040270A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spool
injection molding
binder
metal powder
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020060107984A
Other languages
English (en)
Inventor
송일승
김성수
Original Assignee
주식회사 만도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 만도 filed Critical 주식회사 만도
Priority to KR1020060107984A priority Critical patent/KR20080040270A/ko
Publication of KR20080040270A publication Critical patent/KR20080040270A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021—Removal of binder or filler
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/247—Removing material: carving, cleaning, grinding, hobbing, honing, lapping, polishing, milling, shaving, skiving, turning the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/248—Thermal after-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/02—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/10—Inert gases
    • B22F2201/11—Argon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/20—Use of vacuum

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

본 발명은 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법에 관한 것으로서, 금속분말 사출성형을 위해 혼합되는 원재료 분말과 결합제의 구성물질의 물성 및 조성비를 조절하여, 제품의 사출 성형시 내부의 기공이 감소되도록 하며, 이로 인해 내마모성이 향상되도록 한 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법은 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법으로, 소재분말과 폴리아미드로 이루어진 결합제를 마련하는 준비단계와, 상기 준비단계에서 마련된 소재분말 55~65 체적%와, 결합제 45~35 체적%를 혼합하는 혼합단계와, 상기 혼합단계의 혼합물을 사출하여 단품의 형태로 성형하는 사출단계와, 상기 사출단계후 단품에 포함된 결합제를 제거하는 탈지단계와, 상기 탈지단계를 거친 단품을 소결하는 소결단계를 포함한다.
금속분말, 사출, 성형, 스풀, MIM, 결합재, 소결, 기공, 내마모

Description

금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한 스풀 {SPOOL MANUFACTURING METHOD OF USING METAL INJECTION MOLDING AND SPOOL OF USE IT}
도 1은 본 발명에 따른 스풀이 설치된 감쇠력 가변식 밸브를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 스풀의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 스풀의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스풀 제조방법의 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 쇽업소버 10 : 감쇠력 가변식 밸브
15 : 액츄에이터 16 : 가압로드
20 : 스풀 21 : 상부 스풀 슬릿
22 : 하부 스풀 슬릿 30 : 스풀 로드
31, 32, 33 : 연결 포트 35 : 압축 스프링
본 발명은 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한 스풀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스풀의 제조시 금속분말에 혼합되는 결합제의 조성비와 특성을 다르게 하여 soak모성을 향상시키는 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한 스풀에 관한 것이다.
일반적으로 금속분말 사출성형(Metal Injection Molding : MIM)에 의한 사출성형법은 플라스틱 산업에서 사용되는 사출성형(Injection Molding) 기술과 분말야금산업에서 발달한 금속분말의 소결기술 양쪽의 이점을 융합시킨 공정이다. 이러한 금속분말 사출성형 방법은 3차원형상으로 사출성형할 수 있고, 초경공구 등을 대량으로 제조할 수 있는 기술로서, 금속, 초경, 세라믹 등 분말소재를 사용하여, 성형 및 소결시켜 제품을 생산하는 기술이다.
상기 금속분말 사출성형 방법은 금속분말과 바인더의 혼합물을 일정 조건하에 사출하고, 결합제를 제거하는 탈지과정과 소결과정을 통해 복잡한 형상을 제조한다.
이와 같이, 금속분말 사출성형 방법을 이용함에 따라, 복잡한 형상의 부품을 사출 성형에 의해 제조할 수 있게 되었다.
특히, 차량내 현가장치에 적용되는 연속 댐핑 제어(Continuous Damping Control : 이하 CDC라 함) 시스템은 작고, 복잡하며, 강도가 요구되는 다수의 부품을 필요로 하며, 이에 따라 상기 금속분말 사출성형을 이용한 제조방법이 개발되었다.
그러나, 종래 기술에 따른 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한 스풀은 결합제로 엠알엠티포(MRMT4)를 사용하고 있으나, 내부에 기공이 완전하게 제거되지 못하는 문제가 있으며, 이로 인해 균일한 품질을 확보할 수 없 어 표면조도가 저하되는 요인이 되고 있으며, 그에 따른 마찰계수가 증가하여 soak모성이 증가하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 금속분말 사출성형을 위해 혼합되는 원재료 분말과 결합제의 구성물질의 물성 및 조성비를 조절하여, 제품의 사출 성형시 내부의 기공이 감소되도록 하며, 이로 인해 내마모성이 향상되도록 한 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한 스풀을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법은 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법으로, 소재분말과 폴리아미드로 이루어진 결합제를 마련하는 준비단계와, 상기 준비단계에서 마련된 소재분말 55~65 체적%와, 결합제 45~35 체적%를 혼합하는 혼합단계와, 상기 혼합단계의 혼합물을 사출하여 단품의 형태로 성형하는 사출단계와, 상기 사출단계후 단품에 포함된 결합제를 제거하는 탈지단계와, 상기 탈지단계를 거친 단품을 소결하는 소결단계를 포함한다.
여기서, 상기 탈지단계는 질소가스 분위기에서 가열하여 상기 결합제의 성분을 열분해하는 것이 바람직하고, 상기 소결단계는 진공 또는 불활성 가스 분위기에서 소결하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 소결단계에서 사용하는 불활성 가스는 아르곤(Ar)가스일 수 있다. 상기 소결단계 완료후 상기 단품을 CNC 선반 가공에 의해 외형 치수를 가공하는 1차 후가공단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 단품의 표면 경화를 위한 침탄열처리 단계를 더 포함할 수 있다. 더불어, 상기 침탄질화처리 단계는 Fe-C-N가스 분위기에서 가열할 수 있다. 또한, 상기 단품은 스풀로드에 삽입되는 외경부를 센터리스(centerless) 연마방식에 의해 연마하는 연마단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스풀은 전술된 스풀 제조방법을 이용하여 금속분말을 사출하여 성형된다.
또한, 상기 금속분말은 소재분말과 결합재의 혼합물로 이루어질 수 있다. 더불어, 상기 소재분말은 평균입도가 8.0 내지 10㎛ 인 철-니켈(Fe-2Ni)의 합금을 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명에 따른 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 스풀이 설치된 감쇠력 가변식 밸브를 도시한 단면도이고, 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 스풀의 사시도 및 정면도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 감쇠력 가변식 밸브(10)는 쇽업소버(1)의 일측에 설치되어 쇽업소버의 감쇠력 특성을 감쇠시킨다. 이를 위해 상기 감쇠력 가변식 밸브(10)는 내부에 다수의 유로가 형성되며, 액츄에이터(15)의 가압로드(16)와 동일 축선 상에 배치된 채, 그 가압로드(16)와 연동하여 직선 운동하는 스풀(20)을 포함한다. 상기 스풀(20)을 스풀 로드(30)를 따라 이동되는 것으로서, 그 일단은 가압로드(16)와 접해있고, 타단은 압축 스프링(35)에 의해 탄성적으로 지지된다. 따라서, 상기 스풀(20)을 상기 가압로드(16)의 가압에 의해 전진하고 압축 스프 링(35)의 복원력에 의해 후퇴한다.
또한, 상기 스풀 로드(30)는 중앙에 상기 스풀(20)을 삽입시키기 위한 중공이 형성되고, 반지름 방향으로 상기 스풀 로드(30)의 중공과 스풀 로드(30)의 외부를 연결하는 다수의 연결 포트(31, 32, 33)가 형성된다. 또한, 상기 스풀(20)은 수직 방향으로 복수의 단차진 외경을 가지는데, 그 중 상부에는 상기 스풀 로드(30)의 중공과 연결되는 상부 스풀 슬릿(21)과, 하부에 형성된 하부 스풀 슬릿(22)을 포함하며, 상기 스풀(20)은 상기 스풀 로드(30)와의 상호 작용에 의해, 상기 상부 스풀 슬릿(21) 또는 하부 스풀 슬릿(22)이 상기 연결 포트(31, 32, 33)와 연결되며 내부의 유로를 연결한다.
본 발명에 따른 스풀 제조방법의 순서도인 도 4를 참고하여 스풀의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법은 금속분말 사출성형(Metal Injection Molding : MIM) 공정을 이용하여 스풀을 제조하며, 상기 스풀은 솔레노이드부에 마련되는 스풀로드 상에 결합된다. 상기 솔레노이드부는 차량내 현가장치에 적용되는 연속 댐핑 제어(Continuous Damping Control) 시스템에 설치되어, 댐핑력을 제어하는데 이용된다.
상기 스풀은 댐핑력의 제어를 위해 상기 스풀로드 내부에서 이동되는 것으로, 상기 스풀로드와 마찰에 의한 손상을 방지하기 위해 표면조도의 향상과 함께, 내마모성의 증가가 요구된다.
상기 금속분말 사출성형 방법은 표면조도가 우수하고 내마모성이 증가되는 사출성형방법을 제공한다.
이를 위해, 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법은 준비단계(S11)와, 혼합단계(S12), 사출단계(S13), 탈지단계(S14), 소결단계(S15)를 포함한다.
상기 준비단계(S11)는 사출될 원재료를 마련하는 단계로서, 스풀의 소재로 사용되는 원재료 분말과, 상기 원재료 분말을 결합시키는 결합제(Binder)를 준비한다.
상기 원재료 분말은 평균입도가 8.0~10.0㎛로 이루어지며, 주요 성분이 철-니켈(Fe-2Ni) 합금으로 이루어진다. 또한, 상기 결합제는 열가소성 수지로, 폴리아미드(Polyamide)계열인 나일론이 주로 사용되며, 바람직하게는 PA11로 일컬어지는 폴리아미드가 사용된다.
상기와 같이 폴리아미드로 이루어진 결합제는 녹는점의 온도가 180~190℃이며, 상기 폴리아미드가 결합제로 사용될 경우, 내부의 기공을 감소시킬 수 있다. 더불어, 상기 결합제는 혼합율을 향상시킬 수 있도록 유동제 또는 왁스제가 더 사용될 수 있다.
이와 같이, 스풀의 제조에 필요한 재료들이 준비되면, 상기의 재료들을 혼합하는 혼합단계(S12)가 진행된다.
상기 혼합단계(S12)는 소재분말과 결합제를 혼합하며, 이때 상기 소재분말은 55~65 체적%가 사용되고, 상기 결합제는 상기 소재분말의 사용량에 따라 35~45 체적%가 혼합된다. 그리고, 상기 소재분말과 상기 결합제는 혼합되는 과정에서 가열과 동시에 교반되는 과정을 거친다.
다음으로 사출단계(S13)는 상기 혼합단계(S12)에서 혼합된 혼합물을 사출하여 스풀의 단품 형태로 성형한다.
상기의 사출단계(S13)에서 사용되는 사출성형장치는 본 발명의 실시예에서 구체적으로 설명하고 있지는 않으나, 당업자에게 용이하게 이해될 수 있는 구성으로 이루어진다.
다음으로, 상기 사출단계(S13)가 완료되어 스풀이 단품 형태로 사출되면, 혼합된 결합제를 제거하는 탈지단계(S14)가 이루어진다.
상기 탈지단계(S14)는 상기 소재분말을 결속시키는 결합제를 열분해 시켜 제거한다. 이때, 상기 탈지단계(S14)는 상기 단품이 질소가스 분위기 내에 유지되도록 하고, 고온에서 가열한다.
상기한 탈지단계(S14)에서 상기 결합제는 기화되거나, 열분해되어 상기 단품으로부터 제거된다. 상기 탈지단계(S14)에서 상기 결합제가 충분히 제거되지 못할 경우, 소결시 상기 단품 내부에 기포나 크랙과 같은 결함이 생길 수 있으므로, 상기 결합제가 충분히 제거되도록 한다.
상기 소결단계(S15)는 상기 탈지단계(S14)를 거친 단품으로부터 최종물 형태의 제품을 형성하며, 상기 단품의 미세조직을 얻기 위해 고온의 온도에서 소결한다. 이때, 상기 불활성 가스는 아르곤(Ar) 가스가 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 소결단계(S15)는 단품 내부에 잔존하는 산소 등의 기포를 제거하여 공극을 없애고, 더 치밀한 조직을 갖도록 하며, 산화를 억제하는 기능을 갖게 한다.
전술된 단계를 거쳐 단품이 스풀의 형태를 갖게 되면, 치수를 정밀하게 유지 하기 위해 CNC 선반으로 가공하는 1차 후가공단계(S16)를 갖게 된다.
그리고, 상기 단품의 표면을 경화하기 위한 침탄열처리 단계(S17)가 진행된다. 상기 침탄질화처리 단계는 Fe-C-N 가스 분위기에서 진행되며, 소정의 시간동안 가열된 후 템퍼링(Tempering)되는 과정을 거친다. 이때, 상기 침탄열처리 단계(S17)는 상기 단품의 표면에 형성되는 침탄의 두께가 0.25~0.45mm를 유지하도록 하고, 비커스 경도 HV600~750 범위가 유지되도록 실시한다.
전술된 바와 같이, 제조된 스풀은 스풀로드에 삽입되는데, 이를 위해 외경부를 정밀하게 가공하는 연마단계(S18)를 거치게 된다.
상기 연마단계(S18)는 상기 단품의 외경부의 정밀 공차에 따라 연마하며, 센터리스(centerless) 방식으로 연마작업을 수행한다.
상기와 같이 제조된 최종상태의 스풀은 내부 기공율이 종래의 제조방법에 의해 제조된 스풀에 비해 내부 기공율이 낮아지고, 마찰계수가 감소되며, 이에 따라 내마모성이 향상된다.
전술된 바와 같이 구성된 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법을 이용하여 스풀을 제조하는 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
실시예1
먼저, 스풀의 제조를 위해 사출될 원재료 분말과, 상기 원재료 분말을 결합하기 위한 결합제(Binder) 등을 준비한다. 그리고, 상기 원재료 분말과 상기 결합제 등을 혼합하고, 약 160℃의 온도로 가열하며 약 2시간 정도 교반하며, 이때의 교반속도는 분당 약 30회 정도의 속도인 것이 바람직하다.
그리고, 혼합된 혼합물을 노즐을 통해 사출하여 스풀의 단품 형태로 성형한다. 이때, 상기 사출성형장치는 노즐부의 온도가 160~170℃의 온도를 유지하도록 하고, 사출되는 압력이 20~30kgf/cm2가 되도록 한다. 그리고, 상기 사출성형장치의 노즐부에서 사출되는 속도는 25~30mm/s가 되도록 한다.
다음으로, 사출된 단품을 질소가스 분위기가 유지되는 공간에서약 900~1000℃의 온도에서 약 40시간을 유지하면, 결합제가 열분해되며 제거된다.
이와 같이 스풀 단품의 결합제가 제거되면, 진공 또는 아르곤 가스(Ar)와 같은 불활성 가스 분위기에서 1350~1370℃의 온도로, 약 4~6시간 유지하여 소결한다.
그리고, 스풀이 소결되어 미세조직을 갖게 되면, CNC 선반으로 외형 치수를 가공한다.
이와 같이, 스풀의 외형 치수가 가공되면, Fe-C-N 가스 분위기에서 800~900℃의 온도로 소정 시간 가열된 후, 약 200~250℃의 온도에서 템퍼링(Tempering)하여 표면을 경화시켜 완제품 형태의 스풀을 제조한다.
한편, 본 발명의 실시예1에 따른 스풀과 기존에 사용되는 스풀의 마찰계수를 측정하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 스풀의 외경과 동일한 내경을 갖는 하부 지그를 제작하여 배치하고, 그 상부에는 스풀과 면접촉하는 형태를 갖는 상부 지그를 배치한다. 그리고, 상기 상부 지그와 상기 하부 지그에 볼트를 체결한다. 이때, 상기 볼트의 체결력은 50kgfㅇ cm가 되도록 한다. 그리고, 본 발명에 의해 제조된 스풀을 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그 사이에 삽입하고, 액츄에이터로 상기 스풀을 왕복 이동시키며 정마찰력을 측정한다.
또한, 상기의 지그장치에 기존의 스풀을 삽입하여 동일한 방식으로 정마찰력을 측정한다.
< 기존방식의 스풀과 본 발명의 스풀의 마모율(%) 비교>
회수 기존 스풀 본 발명의 스풀
1 0.34 0.23
2 0.37 0.22
3 0.35 0.25
한편, 본 발명의 스풀은 기공율이 감소하는 것을 실험을 통해 측정할 수 있으며, 스풀의 밀도가 증가함을 알 수 있다.
이때, 스풀의 기공율은 미세조직상 이미지측정기(Image Analyzer)를 이용하여 기공율(Porosity)을 측정할 수 있다. 또한, 스풀의 밀도는 아르키메데스의 원리를 이용하여 공기중 무게와 수중 무게, 그리고 온도에 따른 물(또는 알코올)의 밀도를 구하여 식을 통해 산출할 수 있다.
<기존방식의 스풀과 본 발명의 스풀의 기공율(%) 비교>
회수 기존 스풀 본 발명의 스풀
1 6.8 3.5
2 6.5 3.9
3 7.4 4.0
4 7.0 3.8
5 6.1 4.2
<기존방식의 스풀과 본 발명의 스풀의 밀도(g/cm2) 비교>
구분 기존 스풀 본 발명의 스풀
범위 7.11~7.12 7.27~7.28
또한, 기존 스풀의 화학 조성을 살펴보면, SUM24L 재질(CD-Bar)을 기본으로 하여, C 0.15% 이하, Mn 0.85~1.15%, P 0.04~0.09%, S 0.26~0.25%, Pb 0.10~0.35% 등을 포함한다.
한편, 본 발명의 스풀은 MIM방법을 이용하여 제조되며, 그 화학조성을 살펴보면, Fe-2Ni를 기본으로 하여 C 0.40~0.60%, Si 0.35%이하, Mn 0.80% 이하, P 0.030% 이하, S 0.045%이하, Ni 1.5~2.5%, Cr 0.20% 이하 등을 포함한다.
또한, 본 발명의 스풀 제조시 사용된 결합제인 PA11은 녹는점이 185ㅁ 5℃이고, 상품명이 나일론(Nylon)인 폴리아미드(Polyamide)가 주를 이루며, 유리섬유 강화제(Glass Fiber) 30% 포함된다. 또한, 상기 결합제는 물성향상을 위해 윤활재로 (PTFE, Graphite, Si, MoS2 등)와 기타 첨가요소(Mieral, UV안정제, 대전방지제, 착색제 등)를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 폴리아미드로 이루어진 결합제가 사용됨에 따라 제품의 사출 성형시 내부의 기공을 감소시킬 수 있고, 이로 인해 스풀의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 내부 기공율이 3.9% 정도이며, 기존의 스풀 제품의 기공율이 6.8%인 것에 비해 2.9%의 내부 기공율 감소가 있다. 또한, 본 발명의 밀도는 7.28g/cm2으로 기존의 스풀 제품의 밀도인 7.12g/cm2 보다 약 0.16g/cm2만큼 더 조밀해진다. 또한, 본 발명은 내마모성에서도 기존 방식에 의해 제조된 스풀 보다 약34% 정도 성능향상 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법으로,
    소재분말과 폴리아미드로 이루어진 결합제를 마련하는 준비단계와,
    상기 준비단계에서 마련된 소재분말 55~65 체적%와, 결합제 45~35 체적%를 혼합하는 혼합단계와,
    상기 혼합단계의 혼합물을 사출하여 단품의 형태로 성형하는 사출단계와,
    상기 사출단계후 단품에 포함된 결합제를 제거하는 탈지단계와,
    상기 탈지단계를 거친 단품을 소결하는 소결단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소재분말은 평균입도가 8.0 내지 10㎛ 인 철-니켈(Fe-2Ni)의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 스풀 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 탈지단계는 질소가스 분위기에서 가열하여 상기 결합제의 성분을 열분해하는 것을 특징으로 하는 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 소결단계는 진공 또는 불활성 가스 분위기에서 소결하는 것을 특징으로 하는 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 소결단계에서 사용하는 불활성 가스는 아르곤(Ar)가스인 것을 특징으로 하는 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소결단계 완료후 상기 단품을 CNC 선반 가공에 의해 외형 치수를 가공하는 1차 후가공단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    단품의 표면 경화를 위한 침탄열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 침탄질화처리 단계는 Fe-C-N가스 분위기에서 가열하는 것을 특징으로 하는 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단품은 스풀로드에 삽입되는 외경부를 센터리스(centerless) 연마방식에 의해 연마하는 연마단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 스풀 제조방법을 이용하여 금속분말을 사출하여 성형된 것을 특징으로 하는 스풀.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 금속분말은 소재분말과 결합재의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 스풀.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 소재분말은 평균입도가 8.0 내지 10㎛ 인 니켈-철의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 스풀.
KR1020060107984A 2006-11-02 2006-11-02 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한스풀 KR20080040270A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060107984A KR20080040270A (ko) 2006-11-02 2006-11-02 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한스풀

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060107984A KR20080040270A (ko) 2006-11-02 2006-11-02 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한스풀

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080040270A true KR20080040270A (ko) 2008-05-08

Family

ID=39647969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060107984A KR20080040270A (ko) 2006-11-02 2006-11-02 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한스풀

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080040270A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101405845B1 (ko) * 2012-08-10 2014-06-11 기아자동차주식회사 금속분말 사출 성형을 이용한 밸브 트레인 부품의 제조방법
CN108817402A (zh) * 2018-06-26 2018-11-16 深圳市鑫迪科技有限公司 金属粉末注射成型工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR890009507A (ko) * 1987-12-14 1989-08-02 야기 야스히로 금속분말 사출 성형용 원료 및, 그 소결체의 제조방법
JPH03239425A (ja) * 1990-02-19 1991-10-25 Komatsu Ltd 油圧バルブのスプール製造方法
KR20040080975A (ko) * 2003-03-10 2004-09-20 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 슬라이딩 부품의 제조방법 및 그 슬라이딩 부품을 사용한압축기
KR100589730B1 (ko) * 2005-06-22 2006-06-19 주식회사 쎄타텍 초경 베어링 및 그 제조 방법
KR20060097794A (ko) * 2005-03-07 2006-09-18 삼익정공(주) 직선 운동용 기계부품의 부속품 제조 방법 및 그 제조방법에 의하여 제작된 부속품.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR890009507A (ko) * 1987-12-14 1989-08-02 야기 야스히로 금속분말 사출 성형용 원료 및, 그 소결체의 제조방법
JPH03239425A (ja) * 1990-02-19 1991-10-25 Komatsu Ltd 油圧バルブのスプール製造方法
KR20040080975A (ko) * 2003-03-10 2004-09-20 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 슬라이딩 부품의 제조방법 및 그 슬라이딩 부품을 사용한압축기
KR20060097794A (ko) * 2005-03-07 2006-09-18 삼익정공(주) 직선 운동용 기계부품의 부속품 제조 방법 및 그 제조방법에 의하여 제작된 부속품.
KR100589730B1 (ko) * 2005-06-22 2006-06-19 주식회사 쎄타텍 초경 베어링 및 그 제조 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101405845B1 (ko) * 2012-08-10 2014-06-11 기아자동차주식회사 금속분말 사출 성형을 이용한 밸브 트레인 부품의 제조방법
US9085028B2 (en) 2012-08-10 2015-07-21 Hyundai Motor Company Method for manufacturing valve train parts using metal powder injection molding
CN108817402A (zh) * 2018-06-26 2018-11-16 深圳市鑫迪科技有限公司 金属粉末注射成型工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101405845B1 (ko) 금속분말 사출 성형을 이용한 밸브 트레인 부품의 제조방법
JP6688287B2 (ja) プレアロイ鉄基粉末、プレアロイ鉄基粉末を含有する鉄基粉末混合物、及び鉄基粉末混合物からプレス成形および焼結した部品を製造する方法
US9095905B2 (en) Method of manufacturing control finger using metal powder injection molding
US20210332622A1 (en) Door hinge and method of manufacturing same
CN112090975B (zh) 一种表面挤压强化的发动机齿轮制造工艺及挤压成型模具
KR20080040270A (ko) 금속분말 사출성형을 이용한 스풀 제조방법 및 이를 이용한스풀
KR101171682B1 (ko) 저온 분사 방법을 이용한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면의 질화처리방법
EP1331211B1 (de) Verfahren zur Herstellung keramischer Lagerbauteile
KR20140007895A (ko) 금형용 형재, 금형용 통기성 부재, 및 금형용 형재 및 금형용 통기성 부재의 제조 방법
KR101568383B1 (ko) 금속분말 사출성형용 고강도 합금의 제조방법
KR100328173B1 (ko) 슬라이드부품의제조방법및그제조방법에의해제조된분사밸브의선회류발생체
KR0175321B1 (ko) 금형재료 제조방법 및 금형 재료
KR20060040570A (ko) 캠샤프트의 제조 방법, 캠샤프트 및 이것에 이용하는캠로브재
CN102676979B (zh) 提升粉末冶金不锈钢强度及硬度的方法
KR970002093B1 (ko) 탄소함량을 제어할 수 있는 금속사출성형법에 의한 소결체의 제조방법
US20180065184A1 (en) Method for manufacturing sintered and carburized porous stainless steel parts
KR101577328B1 (ko) 마이크로 제어부품 및 그 제조방법
US20150196956A1 (en) Sintered and carburized porous stainless steel part and method thereof
KR101230286B1 (ko) 금속사출성형 소결체의 탄소함량 제어방법
KR20070084359A (ko) 캠 로브 및 다른 고 마모 물품용 소결 합금
KR100589223B1 (ko) 압축기용 스와시 플레이트의 제조방법
KR102157340B1 (ko) 컨트롤 핑거 제조 방법
EP2574804A1 (de) Lagervorrichtung und Verfahren
JP2018127650A (ja) 鉄系粉末冶金部材およびその製造方法
KR102475573B1 (ko) 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application