KR20100002127A - 디젤 엔진용 연료분사장치 및 그 제조방법과 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 디젤 엔진용 연료분사장치의 시트부에 있어서 마모나 스폴링을 방지하는 것을 목적으로 한다. 연료가 공급되는 노즐 본체(1)의 내부에서 니들밸브(2)를 이동시킴으로써 노즐 본체와 니들밸브가 접촉하는 시트면(6, 11)을 개폐하고, 노즐 본체에 개구된 노즐구멍(8)으로부터의 연료분사를 제어하는 디젤 엔진용 연료분사장치로서, 노즐 본체와 니들밸브의 각 시트부(6, 11)가 되는 부분을 질화처리한 합금강으로 구성하고, 그 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거한다. 인성이 높은 제 2 층이 시트면이 되므로, 내마모성과 내피로성이 향상하고, 특히 노즐 본체의 시트부에서 스폴링이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

디젤 엔진용 연료분사장치 및 그 제조방법과 밸브장치{FUEL INJECTION DEVICE FOR DIESEL ENGINE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF AND VALVE DEVICE}

본 발명은, 연료가 공급되는 노즐 본체의 내부에서 니들밸브를 이동시킴으로써, 노즐 본체와 니들밸브가 접촉하는 시트면을 개폐하고, 노즐 본체에 개구된 노즐구멍으로부터의 연료분사를 제어하는 디젤 엔진용 연료분사장치 또는 밸브장치에 관한 것으로, 특히 시트부의 내구성을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진용 연료분사장치는, 내부에 연료가 공급되는 노즐 본체(노즐보디)와, 상기 본체의 내부에서 슬라이딩 가능하게 이루어진 니들밸브를 가지고 있다. 연료분사시에는, 노즐 본체에 공급되는 연료의 압력에 의해 니들밸브가 이동하여, 노즐 본체의 내부에서 노즐 본체와 니들밸브가 접촉하고 있는 시트면이 개방되어, 노즐 본체에 개구된 노즐구멍으로부터 연료를 분사한다. 연료를 분사하지 않을 때에는, 스프링 등의 하중으로 가압되어 있는 니들밸브가 노즐 본체에 맞닿아 상기 시트면을 폐쇄하여 노즐로부터의 연료분사를 정지한다.

이와 같이, 디젤 엔진용 연료분사노즐의 시트부는 폐쇄 밸브시에 높은 충격력을 반복해서 받기 때문에 마모나 스폴링(spalling)이 발생한다. 스폴링이란, 표 면 경화층과 모재와의 경계에 균열이 발생하여 표면 경화층이 박리되는 현상이다. 특히 최근의 분무압력이 고압화됨에 따라, 시트부의 조기 마모나 스폴링 발생 등에 의한 수명 저하가 문제가 되어 왔다. 마모는 니들밸브와 노즐 본체의 양쪽에 발생하지만, 노즐 본체쪽이 크게 마모되는 경향이 있다. 또한, 스폴링은 노즐 본체에 발생한다. 디젤 엔진의 안정적인 장시간 운전을 위해서는, 상기 시트부의 내마모성, 내스폴링성의 향상이 중요하다.

종래의 디젤 엔진용 연료분사노즐에서는 니들밸브에 SKH51 등의 조질재(調質材), 노즐보디에 SNCM420 등의 침탄재, 또는 SKD61 등의 질화재가 사용되었다. 니들재(材)의 SKH51 조질재는 ‘Mo 하이스’라 불리우는 고속도강(鋼)이며 인성, 내마모성이 양호하다. 마이크로 조직은 고온 템퍼링 마텐자이트(martensite) 기지에, 비교적 크고 각 진 공정탄화물(MC, M₆C)과, 템퍼링에 의해 생기는 미세한 석출 탄화물(Cr₂₃C₆, Mo₂C)이 석출된 것이다. 노즐보디재(材)의 SNCM420 침탄재는 저온 템퍼링 마텐자이트 기지에 미세 탄화물이 석출된 것으로, 템퍼링 온도의 영향을 받기 때문에 템퍼링 온도 이상에서 사용하면 연화된다. SKD61 질화재는 고온 템퍼링 마텐자이트 기지에 미세한 복탄화물(M₆C)이 분산된 것이며 확산층에는 경질의 질화물이 분산되어 있다.

본원 발명자들은, 종래의 디젤 엔진용 연료분사장치의 시트부에서 발생하는 마모나 스폴링에 대해서 면밀히 연구를 거듭한 결과, 다음과 같은 지식을 얻었다.

즉, 시트부의 내마모성에 영향을 미치는 인자로서, SKH51에 석출되어 있는 비교적 큰 공결정물(MC, M₆C)을 생각할 수 있다. 니들밸브의 시트부에 석출된 이 탄화물은 각져 있고, 기지보다 단단하기 때문에 마모되지 않고 표면에 떠올라, 노즐보디쪽의 시트부를 깎는 것을 생각할 수 있다. 특히 담금질 온도가 너무 높거나, 보유 시간이 너무 길면 각형화되고, 조대화되므로 주의가 필요하다.

다음에 시트부의 스폴링에 대해서는, 접촉에 의한 전단응력이 문제가 된다.전술한 탄화물은 시트 착좌시의 스크래칭력에 의해, 표면 부근의 전단응력을 증가시켜, 스폴링이 쉽게 발생하도록 되어 있다고 생각된다.

SKD61 질화재 등의 질화층은, 일반적으로 최(最)표면의 화합물층과 그 내부의 확산층의 2개로 나뉜다고 생각된다. 최표면의 화합물층은 깨지기 쉽고 충격력에 약하기 때문에, 일반적으로 연마에 의해 제거하여 사용되고 있다.

그러나, 디젤 엔진용 연료분사장치의 시트부에 있어서는, 화합물층을 제거한 경우라도 착좌면이 반복 충격력에 의해 피로파괴(스폴링)되는 경우가 있었다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위한 것이며, 폐쇄 밸브시에 높은 충격력을 반복해서 받는 디젤 엔진용 연료분사장치의 시트부에 있어서, 마모나 스폴링이 잘 발생하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.

(발명의 요약)

본원 발명자들은, 디젤 엔진용 연료분사장치의 시트부에 있어서, 화합물층을 제거한 경우라도 착좌면이 반복 충격력에 의해 피로파괴되는 원인을 구명하기 위하여 손상품을 해석하였다. 그 결과, 이러한 현상이 확산층 내의 어느 특정 부위에서 발생하고 있다는 새로운 사실을 발견하기에 이르렀다.

합금강의 단단함을 높이기 위해 표면을 질화처리한 경우, 최표면의 화합물층 및 그 바로 아래의 비교적 질소 함유량이 많은 확산층영역(제 1 층)은, 단단한 질화물이 입자계 및 입자 내에 석출되어 깨지기 쉽기 때문에, 높은 충격력의 반복에 의해 잘 손상된다. 그러나, 본원 발명자들의 지식에 따르면, 화합물층 바로 아래의 확산층영역은, 비교적 질소 함유량이 많은 확산층영역(제 1 층)과, 인성이 있고 질소 함유량이 적은 확산층영역(제 2 층)으로 구성되어 있어, 제 1 층을 제거함으로써, 인성이 있고 질소 함유량이 적은 확산층영역(제 2 층)을 시트면으로 할 수 있고, 노즐 폐쇄 밸브시의 충격을 수반하는 피로에 대하여 내구성을 향상시킬 수 있다고 생각된다.

본 발명은, 본원 발명자들에 의한 상기 발견 내지 지식에 기초하여 이루어진 것이며, 노즐 본체와 니들밸브의 시트부가 되는 부분을 질화처리된 합금강으로 구성하고, 또한 그 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거함으로써, 인성이 있고 질소 함유량이 적은 제 2 층을 시트면으로 한 디젤 엔진용 연료분사장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 질화합금강의 확산층의 제 2 층을 표면에 나타내기 위한 방법을 제공하는 것이다. 즉, 강철(鋼)의 조직을 관찰하는 방법으로서 종래에는 이루어져 있지 않고, 본원 발명자들의 시행 착오의 실험에 의해 비로소 발견된 에칭의 방법을 제공하는 것이며, 이러한 방법에 의해, 확산층의 제 1 층과 제 2 층을 관찰할 수 있도록 분리하여, 제 2 층을 표면에 노출시키기 위해서 필요한 연마량을 결정하고, 이 연마량만큼 연마를 수행함으로써, 질화된 합금강으로 이루어진 시트면의 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층만을 제거하여 제 2 층을 표면에 노출시키는 방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명의 청구항 1에 기재된 디젤 엔진용 연료분사장치는,

연료가 공급되는 노즐 본체의 내부에서 니들밸브를 이동시킴으로써 노즐 본체와 니들밸브가 접촉하는 시트부를 개폐하고, 노즐 본체에 개구된 노즐구멍으로부터의 연료분사를 제어하는 디젤 엔진용 연료분사장치로서,

상기 노즐 본체와 상기 니들밸브의 상기 시트부가 되는 부분은, 질화처리한 합금강으로 이루어지고, 적어도 상기 노즐 본체의 상기 시트부가 되는 부분의 표면으로부터는 화합물층 및 확산층의 제 1 층이 제거되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 디젤 엔진용 연료분사장치는, 청구항 1에 기재된 디젤 엔진용 연료분사장치로서,

상기 니들밸브의 상기 시트부가 되는 부분의 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층이 제거되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 디젤 엔진용 연료분사장치는, 청구항 1 또는 2에 기재된 디젤 엔진용 연료분사장치로서,

상기 노즐 본체의 상기 시트부가 되는 부분이, 연마에 의해 표면 거칠기가 적어도 Ra 0.4 미만으로 매끄럽게 되어 있는 확산층의 제 2 층인 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 디젤 엔진용 연료분사장치의 제조방법은,

연료가 공급되는 노즐 본체의 내부에서 니들밸브를 이동시킴으로써 노즐 본체와 니들밸브가 접촉하는 시트부를 개폐하고, 노즐 본체에 개구된 노즐구멍으로부터의 연료분사를 제어하는 디젤 엔진용 연료분사장치의 제조방법으로서,

상기 노즐 본체와 상기 니들밸브를 합금강으로 형성하고,

다음에 상기 노즐 본체와 상기 니들밸브의 전체면을 질화처리하고,

다음에 상기 노즐 본체와 상기 니들밸브의 상기 시트부가 되는 부분의 표면을 연마하여 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거하고,

다음에 상기 노즐 본체와 상기 니들밸브를 조립하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 디젤 엔진용 연료분사장치의 제조방법은, 청구항 4에 기재된 디젤 엔진용 연료분사장치의 제조방법으로서,

상기 노즐 본체 및 상기 니들밸브와 같은 재질로 동일하게 질화처리된 합금강의 단면을 경면 연마하고, 상기 단면을 10% 이상의 질산(硝酸)알코올로 에칭한 후에 현미경으로 관찰하여 확산층의 제 1 층과 제 2 층의 경계를 확인하고, 상기 노즐 본체와 상기 니들밸브의 상기 시트부가 되는 부분의 표면을 연마하여 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거하기 위해 필요한 연마량을 결정하는 공정을 포함하 는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재된 밸브장치는,

디젤 엔진용 연료분사장치에 설치되고, 입구로부터 연료가 공급되는 본체의 내부에서 밸브체를 이동시킴으로써 본체와 밸브체가 접촉하는 시트부를 개폐하여 본체의 출구로부터 연료를 유출시키는 밸브장치로서,

상기 본체와 상기 밸브체의 상기 시트부가 되는 부분은, 질화처리된 합금강으로 이루어지고, 그 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층이 제거되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재된 밸브장치는, 청구항 6에 기재된 밸브장치로서,

연료가 유입되는 입구와 연료가 유출되는 출구를 가지고, 상기 입구에는 테이퍼형상의 본체 시트부가 형성된 본체와,

상기 본체의 내부에 이동가능하게 수납되고, 상기 본체 시트부에 맞닿아 상기 입구를 폐쇄하는 밸브체 시트부를 구비한 밸브체와,

상기 본체의 내부에 형성되며 상기 밸브체를 소정의 가압력에 의해 상기 밸브체 시트부가 상기 본체 시트부에 맞닿게 하여 상기 입구를 폐쇄시키는 가압수단을 가지고,

상기 입구의 연료압력에 의해 상기 밸브체에 작용하는 힘이, 상기 출구의 연료압력에 의해 상기 밸브체에 작용하는 힘에 비해 상기 가압력 이상으로 커지면, 상기 밸브체 시트부와 상기 본체 시트부가 떨어져 연료가 입구로부터 출구로 이동하고,

상기 입구의 연료압력에 의해 상기 밸브체에 작용하는 힘이, 상기 출구의 연료압력에 의해 상기 밸브체에 작용하는 힘과 상기 가압력의 합보다 작아지면, 상기 밸브체 시트부와 상기 본체 시트부가 접촉하여 연료의 유로가 차단되도록 구성되며,

디젤 엔진용 연료분사장치에 형성된 밸브장치로서,

상기 본체 시트부와 상기 밸브체 시트부는, 질화처리된 합금강으로 이루어지고, 그 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층이 제거되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 디젤 엔진용 연료분사장치 또는 밸브장치에 있어서, 노즐 본체(또는 본체)와 니들밸브(또는 밸브체)에 적용되는 질화된 합금강은, 가장 외측의 화합물층과, 그 하층에 있는 확산층의 제 1 층과, 더욱 그 하층에 있는 인성을 구비한 제 2 층을 가지고 있다. 그러나, 상기 확산층의 제 1 층과 제 2 층의 경계는, 종래 강철의 조직 관찰에 이용되었던 약 3%(3∼5% 정도)의 질산알코올에 의한 에칭으로는 확인할 수 없다. JIS G 0562에 규정되는 철강의 질화층 깊이 측정법에서는, 약 3%의 질산알코올을 이용한 에칭에 의한 질화층 깊이의 금속조직 시험에 의한 측정방법이 명기되어 있지만, 여기에는 화합물층 깊이와 확산층 깊이의 2종류만 정의되어 있고, 제 2 층의 존재에 대한 인식이 전혀 없다. 물론 이 측정방법으로는 확산층의 제 1 층과 제 2 층의 경계를 분리하는 것이 불가능하다.

그러나, 본 발명의 방법에 따르면, 10% 이상, 예컨대 15% 정도의 질산알코올 을 이용하여, 질화된 합금강의 단면을 수 십초 동안 초음파 세정기 내에서 에칭한 후, 해당 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰함으로써, 확산층의 제 1 층과 제 2 층의 경계를 분리할 수 있게 되었다.

따라서, 종래의 손상품을 해석하면, 시트부의 피로파괴는 확산층의 특정한 부위에서 발생하고 있으며, 이것이, 확산층의 표면측의 제 1 층과 내부의 제 2 층의 경계에 해당하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 디젤 엔진용 연료분사장치 또는 밸브장치의 시트부는, 전술한 방법에 의해 제 1 층의 깊이를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 연마량을 결정하고, 질화된 합금강의 시트부에 해당하는 부분을 결정된 연마량만큼 연마에 의해 제거하여, 보다 인성이 있는 제 2 층만을 표면에 노출시켜 사용할 수가 있다.

이와 같이, 본 발명의 디젤 엔진용 연료분사장치 또는 밸브장치에 따르면, 노즐 본체(또는 본체)와 니들밸브(또는 밸브체)의 재질을 질화처리된 합금강으로 하고, 또한 그 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거하고 있으므로, 인성이 높은 제 2 층이 시트부가 되고, 노즐 폐쇄 밸브시(밸브체 이동시)의 충격을 수반하는 피로에 대하여 내구성을 향상시킬 수 있다. 즉, 내마모성과 내피로성이 향상하여, 마찰력을 저감시킴으로써, 착좌시의 표면 부근의 전단응력을 저감시킬 수 있고, 노즐 본체(또는 본체)의 시트부에 스폴링이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

디젤 엔진용 연료분사장치 또는 밸브장치의 시트부의 마모, 손상이 감소함으로써, 분사 특성의 경년 변화나 시트 불량에 의한 연료누설 등을 방지할 수 있다. 분사 특성의 경년 변화, 시트 불량에 의한 연료누설은, 엔진의 성능(특히 배기가스 성분)을 악화시키지만, 본 발명에 따르면, 연료분사노즐 또는 밸브장치의 시트부의 내구성을 향상시킴으로써, 엔진의 성능을 장기간 유지시킬 수 있다. 따라서, 연료분사장치 또는 상기 장치 어셈블리의 교환 주기를 늘릴 수 있어, 교환에 드는 비용을 삭감할 수 있다.

본 발명의 실시형태를 도 1 ∼ 도 13을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 디젤 엔진용 연료분사장치의 단면도이다.

도 2는 상기 실시형태의 디젤 엔진용 연료분사장치의 노즐 본체의 가공공정을 나타낸 단면도, 도 3은 상기 실시형태의 디젤 엔진용 연료분사장치의 니들밸브의 가공공정을 나타낸 단면도, 도 4는 상기 실시형태의 디젤 엔진용 연료분사장치 재료인 질화된 합금강(SKD61)의 질화층 형태를 나타낸 전자현미경 사진의 도면이다.

도 5는 상기 실시형태와 비교예의 각 소재에 적용한 왕복운동 마모시험의 개요를 나타낸 모식도, 도 6은 상기 왕복운동 마모시험에서의 소착(seizure)시험의 요령을 나타낸 도면, 도 7은 상기 왕복운동 마모시험에서의 슬라이딩 이동속도 변동시험의 요령을 나타낸 도면이다.

도 8은 상기 왕복운동 마모시험에서 얻어진 상기 실시형태와 비교예의 각 소재의 마찰력을 비교하는 도면, 도 9는 상기 왕복운동 마모시험후에서의 비교예의 시험편의 외관 사진을 나타낸 도면, 도 10은 상기 왕복운동 마모시험후에서의 상기 실시형태의 시험편의 외관 사진을 나타낸 도면, 도 11은 상기 왕복운동 마모시험후에서의 상기 실시형태의 시험편의 외관 사진을 나타낸 도면, 도 12는 상기 왕복운동 마모시험후에서의 상기 실시형태의 시험편의 외관 사진을 나타낸 도면이다.

도 13은 본 발명의 다른 실시형태로서, 디젤 엔진용 연료분사장치에 체크밸브나 릴리프밸브 등으로서 적용되는 밸브장치의 단면도이다.

1. 실시형태의 디젤 엔진용 연료분사장치의 구조(도 1)

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 예의 디젤 엔진용 연료분사장치는, 연료가 공급되는 노즐 본체(1; 노즐보디)와, 그 내부에서 이동 가능하게 이루어진 니들밸브(2)를 가지고 있다.

노즐 본체(1)는 끝이 가는 대략 원통형의 블록체이며, 그 기저단부의 중심에는 니들밸브(2)의 안내구멍(3)이 형성되어 있다. 상기 안내구멍(3)의 앞쪽은 직경이 확대된 연료축적부(4)로 되어 있어, 외부로부터 연료공급구멍(5)을 통해 상기 연료축적부(4) 내에 연료가 공급되도록 되어 있다. 또한 연료축적부(4)의 선단에는 테이퍼형상의 시트부(6)가 형성되어 있다. 상기 시트부(6)의 더 앞쪽에는, 연료축적부(4)와 연결되어 통하는 직경이 작은 구멍(7)이 형성되어 있고, 상기 구멍(7)의 벽부에는 외부와 연결되어 통하도록 형성된 노즐구멍(8)이 형성되어 있다.

니들밸브(2)는, 노즐 본체(1)의 안내구멍(3)에 슬라이딩 가능하게 유지된 환봉(丸棒)형상의 베이스부(10; 니들 직경φD)와, 연료축적부(4)의 내경보다 직경이 작고 베이스부(10)와 일체로 형성되어, 그 선단에는 노즐 본체(1)의 시트부(6)와 접촉하는 테이퍼형상의 시트부(11)가 형성된 환봉형상의 선단부(12; 시트 직경 φd <φD)를 가지고 있다.

니들밸브(2)는, 그 시트부(11)가, 노즐 본체(1)의 시트부(6)와 맞닿는 방향으로 스프링 등의 가압수단에 의해 하중(W)으로 가압되어 있고, 외력을 받지 않은 상태에서는, 니들밸브(2)의 시트부(11)는 노즐 본체(1)의 시트부(6)에 접촉하여 시트부(6, 11) 사이를 폐쇄하고 있어, 연료축적부(4)와 노즐구멍(8)의 사이는 차단되어 있다. 연료분사시에는 연료공급구멍(5)으로부터 소정 압력의 연료가 연료축적부(4) 내에 공급되어, 내압의 상승에 의해 니들밸브(2)가 힘을 받아 안내구멍(3)으로 안내되어 상방으로 이동하고, 시트부(6, 11) 사이가 개방되어 노즐구멍(8)으로부터 외부로 연료가 분사된다.

2. 제조공정(도 2 ∼ 도 4)

본 예의 디젤 엔진용 연료분사노즐에서는, 노즐 본체(1)와 니들밸브(2)에, SKD61 또는 이것과 유사한 강철의 표면을 소정의 조건하에서 질화처리한 재료를 사용한다. 노즐 본체(1)는 고강도, 내충격성, 내마모성이 동시에 요구되므로, 강철 이외의 금속재료로는 대체가 불가능하고, 또 안정된 질화물을 만드는 Al, Cr, Mo, V, Ti 등을 합금성분으로 가지고 있는 강철이 바람직하다. SKD61로 노즐 본체(1)와 니들밸브(2)를 형성한 후에 이것을 질화처리하고, 또한 노즐 본체(1)와 니들밸브(2)의 각 시트부(6, 11)에 있어서 화합물층과 확산층의 제 1 층을 연마가공으로 제거하여, 인성이 있는 제 2 층을 시트부(6, 11)로 한다.

즉, 질화연마공정을 나타낸 도 2 및 도 3에 있어서, C, D부가 시트부(6, 11)이며, 질화후 제 1 층을 제거한다. 상기 시트부의 연마에 있어서는, 제 2 층으로 이루어진 마무리면의 표면 거칠기를 작게 하여 보다 매끄럽게 마무리한다. 일례를 들면, #800 정도의 샌드페이퍼를 이용하여 연마함으로써, 표면 거칠기가 Ra 0.4 미만으로 매끄럽게 되도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 표면을 마무리함으로써, 재료에서 석출되어 있는 탄화물 등의 마찰에 대한 영향을 저감하여 마찰계수를 낮출 수 있다.

또한 질화연마공정을 나타낸 도 2 및 도 3에 있어서, B, E, Ｆ부는 기능상 필요하기 때문에 연마하지만, 제 1 층이 남아 있어도 문제는 없다. A부는 분사 밸브 개방시에 스토퍼의 역할을 하기 때문에 큰 충격이 발생한다. 이 충격에 의해 질화층이 박리되므로, A부의 질화층은 제 1 층, 제 2 층 모두 완전히 제거한다. G부는 가공상의 이유에 의해 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 원뿔형상으로 질화처리하지만, 최종적으로 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 원뿔부를 절단하여 제거한다. 또 A, G부에 대해서는 가공설비, 가공방법에 따라 처리가 다르다.

각 시트부(6, 11)에 있어서 화합물층과 확산층의 제 1 층을 연마가공으로 제거하고, 인성이 있는 제 2 층을 시트부로서 남기는 상기 연마공정에서는, 확산층의 제 1 층과 제 2 층의 경계를 명확히 인식하여, 연마량(연마할 두께)을 정해 둘 필요가 있다. 즉, 채용한 강철의 종류 및 질화조건에 따라, 표면의 질화 상황은 다르고, 확산층의 제 1 층과 제 2 층의 경계가 표면으로부터 어느 정도의 치수인지를 미리 실험·관찰에 의해 확인해 두고, 제조공정에서는 그 만큼만 연마하여 제 2 층을 시트부(6, 11)의 표면에 확실히 노출시킬 필요가 있기 때문이다.

상기 확산층에서의 제 1 층과 제 2 층의 경계는, 전술한 JIS 등에 규정된 통 상의 5%의 질산알코올에 의한 에칭으로는 확인이 불가능하다. 본 발명자들의 시행 착오의 실험에 의해 얻은 지식에 따르면, 소정의 조건으로 표면을 질화처리한 소정 종류의 강철을 표면과 수직으로 절단하여 단면을 나타내고, 이것을 10% 정도 이상, 바람직하게는 15% 정도의 질산알코올을 이용하여, 수 십초 동안 초음파 세정기 내에서 에칭하면, 상기 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰함으로써 제 1 층과 제 2 층의 경계는 확인할 수 있게 된다.

도 4는, 본 예의 디젤 엔진용 연료분사장치의 재료로서 채용된 합금강(SKD61)에 있어서, 표면 질화층의 형태를 나타낸 전자현미경 사진의 도면이다. 이 도면에 있어서, 사진 하부의 흰색 바(미크론 바)가 각각 200㎛를 나타낸다. 화합물층은 표면의 10㎛ 정도이며, 도면에서는 표면의 검은 층이 이것에 해당한다. 이러한 단면에서의 표면 질화층의 관찰에 의해, 화합물층과 제 1 층을 제거하고 제 2 층을 나타내기 위해 필요한 연마량(치수)을 정한다.

또, 본 예에 있어서 강철의 표면을 질화한 목적은 단단함을 향상시키는 것이며, 다른 특수강에서는 본 예의 목적에 비추어 필요한 정도의 경도는 얻을 수 없다. 더욱이, 내마모성을 생각하면, 강철과 강철의 접촉에서는 쉽게 응착이 일어나고, 마모가 빠르지만, 질화물과 강철 혹은 질화된 강철들의 접촉은 응착이 일어나기 어렵고, 마찰계수가 낮으며, 마모가 느린 이점이 있다. 또한, 제 2 층이라고 할지라도 질화층으므로, 질화되어 있지 않은 다른 강철에 비하면 충분한 경도가 있다. 또한, 마찰계수가 떨어지면, 표면의 마찰에 의한 전단력이 작아져, 내스폴링성이 향상하는 이점이 있다.

또, 본 예에서 채용한 SKD61에서도 석출 탄화물은 표면에 나오지만, 종래 채용되었던 재질인 SKH51에 비하면, SKD61은 작고 라운드가 있는 탄화물이며 상대재질에 비해 마모 등의 손상이 적은 데 반해, SKH51의 탄화물은 크고 각 져 있으며, 상대재질에 비해 마모 등의 손상이 크다. 본 예에서는, 노즐 본체(1) 뿐만 아니라, 니들밸브(2)쪽도 질화되어 마찰계수를 낮추고 있으므로, 스폴링과 내마모성이 향상되어 있으며, 또한, 전술한 바와 같이, 표면 거칠기를 작고 보다 매끄럽게 함으로써 석출되어 있는 탄화물 등의 마찰에 대한 영향이 저감되어 있다.

3. 왕복운동 마모시험(도 5 ∼ 도 12)

(1) 시험방법(도 5 ∼ 도 7)

이상과 같이 하여 제조되는 본 예의 디젤 엔진용 연료분사장치의 효과를 확인하기 위하여, 본 예에 있어서 노즐 본체(1)와 니들밸브(2)에 제공되는 것과 같은 재질의 시험편을 준비하고, 비교용 시험편과 함께 왕복운동 마모시험에 제공하여 그 결과를 비교한다.

도 5에 나타낸 바와 같이 왕복운동 마모시험은, 소정 사이즈(14×10×115mm)의 판형상 시험편의 상면에, 선단 형상이 반지름 50mm의 구면으로 되어 있는 핀 시험편을 소정의 하중으로 맞닿게 하여, 판형상 시험편 상면의 슬라이딩 이동영역에 9ml/h로 윤활유를 적하하면서, 판형상 시험편의 길이방향을 따라 100mm의 스트로크(stroke)로 핀 시험편을 왕복운동시키는 것이다.

도 6은, 상기 왕복운동 마모시험의 방법에 의해, 스커프(scuff)가 발생할 때까지 시험시간의 경과에 따라 하중을 증대시키면서 시험을 계속해 가는 소착시험의 요령을 나타낸 것이다. 시험조건은 다음과 같다.

시험하중: 5kgf/5min으로 유지하며 스텝업 하고, 100kgf까지 하중.

시험온도: 판 시험편 가열 온도 150℃ 일정, 윤활유 용기는 실온

평균 슬라이딩 이동속도: 1.5m/s

스트로크: 100mm

윤활유 적하량: 9ml/h

윤활유: NIPPON OIL CORPORATION 제품 MARINE T204

시험에 제공하는 시험편의 재질과 표면처리는 다음과 같다.

판 시험편: SKD61 질화후 연마, SKD61 질화후 연마에 더하여 #800 연마 마무리의 2종류.

핀 시험편: SKD61, SKD61 질화후 연마의 2종류.

도 7은, 도 6에 요령을 나타낸 소착시험에 있어서, 핀 시험편의 판 시험편에 대한 슬라이딩 이동 동작의 슬라이딩 이동속도 변동 양태와 하중의 스텝업 양태를 더욱 구체적으로 나타낸 것이다.

즉, 시동 개시후에 슬라이딩 이동속도를 0.02m/s로 세팅하고, 하중을 5kgf로 하여 수 사이클 유지한다(a). 다음에, 1.5m/s로 스피드 업 하고, 5분간 유지한다(b). 다음에, 0.02m/s로 떨어뜨려서 수 사이클 유지한다(c). 다음에, 하중을 10kgf로 스텝업한 후, 수 사이클 유지한다(d). 이후, 마찬가지로 하중을 100kgf까지 스텝업한다(e).

(2) 시험결과(도 8∼도 12)

도 8은, 핀 시험편으로서 SKD61과, SKD61 질화후 연마의 2종류를 이용하고, 판 시험편으로서 SKD61 질화후 연마에 더하여 #800 연마 마무리를 추가한 것을 이용하여 수행한 소착시험의 결과를 나타낸 것이다. 이 결과는, 질화되어 연마된 핀을 이용하면, 질화되지 않은 경우에 비해 마찰력이 하중 100kgf에 이르기까지 일관되게 낮음을 나타내고 있다.

도 9 ∼ 도 11은 슬라이딩 이동속도 변동시험후의 핀 시험편과 판 시험편의 외관 사진을 나타낸 것이다.

핀 시험편 SKD61 질화처리 없음과, 판 시험편 SKD61 질화후 연마를 조합시킨 것은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 핀 시험편의 구면이 완전히 소멸될 정도로 마모되어 있다.

이에 반해, 핀 시험편 SKD61 질화처리후 연마와, 판 시험편 SKD61 질화후 연마를 조합시킨 것은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 핀 시험편의 구면의 중앙부에 작은 마모 흔적이 관찰되는 정도이다. 이것은, 핀 시험편을 질화처리한 후 연마함으로써, 소착이 없어졌음을 나타내고 있다.

또한, 핀 시험편 SKD61 질화처리 없음과, 판 시험편 SKD61 질화후 연마에 더하여 #800 연마 마무리에 의해 표면 거칠기를 시험 제작한 것의 조합에서는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 핀 시험편이 질화없음이라도 도 9에 비하면 소착이 감소되어, 상태가 개선되는 것을 알 수 있다.

또한, 핀 시험편 SKD61 질화처리후 연마와, 판 시험편 SKD61 질화후 연마에 더하여 #800 연마 마무리에 의해 표면 거칠기를 시험제작한 것의 조합에서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 마모 흔적이 불분명하게 되어, 가장 양호한 결과가 얻어졌다.

또한, 도시하지 않았으나, 시험후의 핀 시험편의 형상 측정 결과에 따르면, 핀 시험편 SKD61 질화처리후 연마와, 판 시험편 SKD61 질화후 연마에 더하여 #800 연마 마무리에 의해 표면 거칠기를 시험제작한 것의 조합이 마모량이 가장 적었다.

슬라이딩 이동속도 변동시험후의 핀 시험편의 마모 흔적의 사이즈(지름)를 측정한 결과에 대해서 설명한다.

핀 시험편 SKD61 질화처리 없음과, 판 시험편 SKD61 질화후 연마를 조합시킨 것은, 하중 30kgf에서 손상이 발생하기 때문에, 마모 흔적은 7.81mm로 거의 핀 시험편의 외경에 가까운 크기가 되었다(도 9에 상당).

다음에, 핀 시험편 SKD61 질화처리 없음과, 판 시험편 SKD61 질화후 연마에 더하여 #800 연마 마무리의 조합에서는, 슬라이딩 이동 흔적방향의 마모 흔적폭은 1.51mm, 1.58mm로 2회의 시험에서 거의 같은 결과가 되었다(도 11에 상당).

다음에, 핀 시험편 SKD61 질화처리후 연마와, 판 시험편 SKD61 질화후 연마를 조합시킨 것은, 슬라이딩 이동 흔적방향의 마모 흔적폭은 1.54mm로 되어 있고, 핀 시험편 SKD61 질화없음에 비해 양호한 결과가 되었다(도 10에 상당).

또한, 핀 시험편 SKD61 질화처리후 연마와, 판 시험편 SKD61 질화후 연마에 더하여 #800 연마 마무리에 의해 표면 거칠기를 시험제작한 것의 조합에서는, 슬라이딩 이동 흔적방향의 마모 흔적폭은 1.44mm, 1.43mm로 2회의 시험에서 거의 같은 결과가 나왔으며, 핀 시험편 SKD61 질화없음에 비해 양호한 결과가 되었다(도 12에 상당).

이상의 결과로부터, 핀 시험편 및 판 시험편의 양쪽을 질화하고, 연마함으로써, 마찰력을 저감할 수 있고, 내마모성을 향상시킬 수 있음이 판명되었다. 또한, 시험편의 표면 거칠기를 작게 함으로써, 더욱 내마모성이 향상하는 것도 판명되었다.

이러한 결과로부터, 디젤 엔진용 연료분사장치에 있어서, 노즐 본체와 니들밸브의 적어도 각 시트부를 질화하고, 노즐 본체와 니들밸브의 질화된 각 시트부를 함께 연마하여 확산층의 제 2 층을 나타내거나, 또는 적어도 노즐 본체의 시트부를 연마하여 확산층의 제 2 층을 나타내는 것으로 하면, 양호한 결과를 얻을 수 있다.

또한, 질화된 표면으로부터 스폴링을 방지하기 위해 화합물층이나 확산층의 제 1 층을 연마로 제거하는 것과는 달리, 연마하여 제 2 층을 나타낸 시트부를 더욱 연마하면, 표면에 석출되어 있는 탄화물 등의 마찰에 대한 영향이 저감되어 표면 거칠기가 작아져, 마찰계수가 낮아짐으로써 한층 양호한 결과를 얻을 수 있다.

4. 실시형태의 효과

본 예의 디젤 엔진용 연료분사장치와 종래품을, 디젤 엔진에 실장하여 사용한 후의 시트부의 마모상태를 비교하였다.

본 예의 디젤 엔진용 연료분사장치는, 노즐 본체 및 니들밸브의 시트부가 SKD61 질화후 연마하여 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거한 것이다.

종래품은, 노즐 본체가 SKD61이며, 니들밸브는 SKH51이다(노즐 본체는 질화 한다).

동일한 조건으로 사용한 바, 종래품의 마모가 3∼4㎛이었던 데 반해, 본 예에서는 마모가 2㎛로 감소하였다.

이상 설명한 실시형태에서는, 합금강으로 이루어진 노즐 본체(1) 및 니들밸브(2)의 전체면을 질화처리한 후, 노즐 본체(1) 및 니들밸브(2)의 양 시트부(6, 11)의 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거함으로써, 전술한 바와 같은 효과를 얻었다. 그러나, 노즐 본체(1) 및 니들밸브(2)의 각 시트부(6, 11)만을 질화처리한 합금강으로 구성하고, 노즐 본체(1) 및 니들밸브(2)의 그 밖의 부분은 그 밖의 금속재료로 염가로 구성해도 된다. 또한, 노즐 본체(1)와 니들밸브(2)의 각 시트부(6, 11)를 질화처리한 합금강으로 구성하고, 노즐 본체(1)의 시트부(6)의 표면으로부터는 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거하고, 니들밸브(2)의 시트부(11)의 표면으로부터 화합물층만을 제거하여도, 특별히 내구성에 문제가 발생하기 쉬운 노즐 본체(1)의 시트부(6)에 있어서 마모나 스폴링이 잘 발생하지 않도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

5. 다른 실시형태(도 13)

이상 설명한 실시형태는, 디젤 엔진용 연료분사장치 내의 연료분사가 이루어지는 노즐 부분에 관한 것이었지만, 본 예의 밸브장치는, 디젤 엔진용 연료분사장치의 연료계통 내에 형성되어, 연료를 압송하는 펌프의 체크밸브(흡입밸브, 토출밸브, 등압밸브), 압력이 일정 값 이상이 되지 않도록 작동하는 릴리프밸브(안전밸브) 등에 사용할 수 있다.

본 밸브장치의 구조에 대해서 설명한다.

상기 밸브장치의 본체(21)는, 연료가 유입되는 입구(23)와 연료가 유출되는 출구(24)를 가지고, 입구(23)와 출구(24)는 내부의 공간(25)으로 연결되어 통하고 있으며, 상기 입구(23)에는 테이퍼형상의 본체 시트부(26)가 형성되어 있다. 본체(21) 내부의 공간(25)에는, 밸브체(22)가 이동가능하게 수납되어 있다. 밸브체(22)의 입구(23)쪽의 일단부에는, 본체 시트부(26)에 맞닿아 입구(23)를 폐쇄하는 테이퍼형상의 밸브체 시트부(27)가 형성되어 있다. 그리고, 본체(21)의 공간(25) 내에 있어서, 출구(24)와, 밸브체(22)의 타단부에 형성된 받이부(28)의 사이에는, 밸브체(22)를 소정의 가압력으로 입구(23)를 향해서 가압하는 가압수단으로서의 스프링(29)이 형성되어 있고, 후술하는 바와 같이 입구(23)쪽의 연료압력이 작을 경우에는, 스프링(29)에 의해, 밸브체 시트부(27)를 본체 시트부(26)에 맞닿게 하여 상기 입구(23)가 폐쇄되도록 구성되어 있다. 또, 본 예에서는, 밸브체 시트부(27)는 테이퍼형상으로 되어 있지만, 이 이외의 형상, 예컨대 평면형상이어도 된다.

스프링(29)의 가압력과 연료의 압력과의 관계는 다음과 같이 설정되어 있다.

즉, 입구(23)에서의 연료압력이 밸브체(22)에 주는 힘이, 출구(24)에서의 연료압력이 밸브체(22)에 주는 힘에 비해, 스프링(29)의 가압력 이상의 차이로 커지면, 밸브체(22)는 스프링(29)의 가압력에도 불구하고 출구(24)쪽(도면의 하방)으로 되밀려, 밸브체 시트부(27)와 본체 시트부(26)가 떨어져 틈새가 생기고, 그 틈새를 지나 연료가 입구(23)로부터 출구(24)로 이동한다.

입구(23)에서의 연료압력이 밸브체(22)에 주는 힘이, 출구(24)에서의 연료압 력이 밸브체(22)에 주는 힘과 스프링(29)의 가압력의 합보다 작아지면, 밸브체(22)는 입구(23)쪽(도면의 상방)으로 이동하고, 밸브체 시트부(27)와 본체 시트부(26)가 접촉하여 연료의 유로가 차단된다. 이 때에 밸브체(22)가 본체(21)에 충돌하기 때문에, 종래의 구조에서는 각 시트부가 마모되어 있었지만, 본 예에서는 마모에 대한 다음과 같은 해결수단이 강구되어 있다.

즉, 상기 본체 시트부(26)와 상기 밸브체 시트부(27)는, 질화처리된 합금강으로 이루어지고, 그 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층이 제거되어 있다. 이들 양 시트부의 재질, 제조방법, 미시적 구조, 성질, 변형예 등은, 전술한 디젤 엔진용 연료분사장치의 실시형태와 동일하므로, 그 기재를 인용한다.

종래품에 있어서는 밸브장치의 본체에 SCM420의 침탄재, 밸브체에는 SUJ2 등을 적용하고 있었으므로, 각 시트부에 마모가 생겼지만, 본 예와 같이 구성함으로써, 시트부의 마모를 저감할 수 있어, 제품 수명을 길게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 디젤 엔진용 연료분사장치의 단면도이다.

도 2는 상기 실시형태의 디젤 엔진용 연료분사장치의 노즐 본체(1)의 가공공정을 나타낸 단면도이다.

도 3은 상기 실시형태의 디젤 엔진용 연료분사장치의 니들밸브의 가공공정을 나타낸 단면도이다.

도 4는 상기 실시형태의 디젤 엔진용 연료분사장치의 재료인 질화된 합금강(SKD61)의 질화층 형태를 나타낸 전자현미경 사진의 도면이다.

도 5는 상기 실시형태와 비교예의 각 소재에 적용한 왕복운동 마모시험의 개요를 나타낸 모식도이다.

도 6은 상기 왕복운동 마모시험에서의 소착시험의 요령을 나타낸 도면이다.

도 7은 상기 왕복운동 마모시험에서의 슬라이딩 이동속도 변동시험의 요령을 나타낸 도면이다.

도 8은 상기 왕복운동 마모시험에서 얻어진 상기 실시형태와 비교예의 각 소재의 마찰력을 비교하는 도면이다.

도 9는 상기 왕복운동 마모시험후에서의 비교예의 시험편의 외관 사진을 나타낸 도면이다.

도 10은 상기 왕복운동 마모시험후에서의 상기 실시형태의 시험편의 외관 사진을 나타낸 도면이다.

도 11은 상기 왕복운동 마모시험후에서의 상기 실시형태의 시험편의 외관 사 진을 나타낸 도면이다.

도 12는 상기 왕복운동 마모시험후에서의 상기 실시형태의 시험편의 외관 사진을 나타낸 도면이다.

도 13은 본 발명의 다른 실시형태로서, 디젤 엔진용 연료분사장치에 체크밸브나 릴리프밸브 등으로서 적용되는 밸브장치의 단면도이다.

이상 설명한 실시형태의 각 구성 부분의 참조 부호를 이하에 나타낸다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 디젤 엔진용 연료분사장치의 노즐 본체(노즐보디)

2: 디젤 엔진용 연료분사장치의 니들밸브

3: 안내구멍

4: 연료축적부

5: 연료공급구멍

6: 노즐 본체의 시트부

8: 노즐구멍

10: 니들밸브의 베이스부

11: 니들밸브의 시트부

12: 니들밸브의 선단부

21: 밸브장치의 본체

22: 밸브장치의 밸브체

23: 입구

24: 출구

26: 본체 시트부

27: 밸브체 시트부

29: 가압수단으로서의 스프링

Claims (7)

1. 연료가 공급되는 노즐 본체의 내부에서 니들밸브를 이동시킴으로써 노즐 본체와 니들밸브가 접촉하는 시트부를 개폐하고, 노즐 본체에 개구된 노즐구멍으로부터의 연료분사를 제어하는 디젤 엔진용 연료분사장치로서,

   상기 노즐 본체와 상기 니들밸브의 상기 시트부가 되는 부분은, 질화처리된 합금강으로 이루어지고, 적어도 상기 노즐 본체의 상기 시트부가 되는 부분의 표면으로부터는 화합물층 및 확산층의 제 1 층이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료분사장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 니들밸브의 상기 시트부가 되는 부분의 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층이 제거되어 있는 것을 특징으로 디젤 엔진용 연료분사장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 노즐 본체의 상기 시트부가 되는 부분이, 연마에 의해 표면 거칠기가 적어도 Ra 0.4 미만으로 매끄럽게 되어 있는 확산층의 제 2 층인 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료분사장치.
4. 연료가 공급되는 노즐 본체의 내부에서 니들밸브를 이동시킴으로써 노즐 본 체와 니들밸브가 접촉하는 시트부를 개폐하고, 노즐 본체에 개구된 노즐구멍으로부터의 연료분사를 제어하는 디젤 엔진용 연료분사장치의 제조방법으로서,

   상기 노즐 본체와 상기 니들밸브를 합금강으로 형성하고,

   다음에 상기 노즐 본체와 상기 니들밸브의 전체면을 질화처리하고,

   다음에 상기 노즐 본체와 상기 니들밸브의 상기 시트부가 되는 부분의 표면을 연마하여 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거하고,

   다음에 상기 노즐 본체와 상기 니들밸브를 조립하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료분사장치의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 노즐 본체 및 상기 니들밸브와 같은 재질로 동일하게 질화처리된 합금강의 단면을 경면 연마하고, 상기 단면을 10% 이상의 질산(硝酸)알코올로 에칭한 후에 현미경으로 관찰하여 확산층의 제 1 층과 제 2 층의 경계를 확인하고, 상기 노즐 본체와 상기 니들밸브의 상기 시트부가 되는 부분의 표면을 연마하여 화합물층 및 확산층의 제 1 층을 제거하기 위해 필요한 연마량을 결정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료분사장치의 제조방법.
6. 디젤 엔진용 연료분사장치에 설치되고, 입구로부터 연료가 공급되는 본체의 내부에서 밸브체를 이동시킴으로써 본체와 밸브체가 접촉하는 시트부를 개폐하여 본체의 출구로부터 연료를 유출시키는 밸브장치로서,

   상기 본체와 상기 밸브체의 상기 시트부가 되는 부분은, 질화처리된 합금강으로 이루어지고, 그 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
7. 제 6항에 있어서,

   연료가 유입되는 입구와 연료가 유출되는 출구를 가지고, 상기 입구에는 본체 시트부가 형성된 본체와,

   상기 본체의 내부에 이동가능하게 수납되고, 상기 본체 시트부에 맞닿아 상기 입구를 폐쇄하는 밸브체 시트부를 구비한 밸브체와,

   상기 본체의 내부에 형성되며 상기 밸브체를 소정의 가압력에 의해 상기 밸브체 시트부가 상기 본체 시트부에 맞닿게 하여 상기 입구를 폐쇄시키는 가압수단을 가지고,

   상기 입구의 연료압력에 의해 상기 밸브체에 작용하는 힘이, 상기 출구의 연료압력에 의해 상기 밸브체에 작용하는 힘에 비해 상기 가압력 이상으로 커지면, 상기 밸브체 시트부와 상기 본체 시트부가 떨어져 연료가 입구로부터 출구로 이동하고,

   상기 입구의 연료압력에 의해 상기 밸브체에 작용하는 힘이, 상기 출구의 연료압력에 의해 상기 밸브체에 작용하는 힘과 상기 가압력의 합보다 작아지면, 상기 밸브체 시트부와 상기 본체 시트부가 접촉하여 연료의 유로가 차단되도록 구성되며,

   디젤 엔진용 연료분사장치에 형성되는 밸브장치로서,

   상기 본체 시트부와 상기 밸브체 시트부는, 질화처리된 합금강으로 이루어지고, 그 표면으로부터 화합물층 및 확산층의 제 1 층이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브장치.

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