KR20120071478A - Manufacturing method of rail spring for wiper - Google Patents

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KR20120071478A
KR20120071478A KR1020100133041A KR20100133041A KR20120071478A KR 20120071478 A KR20120071478 A KR 20120071478A KR 1020100133041 A KR1020100133041 A KR 1020100133041A KR 20100133041 A KR20100133041 A KR 20100133041A KR 20120071478 A KR20120071478 A KR 20120071478A
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위문섭
조한세
서동진
위재용
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서울질화(주)
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a rail spring for a wiper is provided to improve the corrosion resistance of a rail spring by forming a porous layer, a compound layer, and a diffusion layer successively from the exterior to the inside of a base material. CONSTITUTION: A method for manufacturing a rail spring for a wiper comprises the steps of: forming a steel plate having a thickness corresponding to a rail spring into a predetermined curvature of radius(30), heat-treating the steel plate to keep the formed shape(40), pressing the steel plate to cut and prepare a base material in the shape of a rail spring(50), and putting and treating the base material in a nitriding furnace so that a porous layer, a compound layer, and a diffusion layer are successively formed from the exterior to the inside of the base material to obtain corrosion resistance(70).

Description

와이퍼용 레일 스프링의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF RAIL SPRING FOR WIPER}Manufacturing method of rail spring for wiper {MANUFACTURING METHOD OF RAIL SPRING FOR WIPER}

본 발명은 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 비교적 저렴한 철판을 이용하면서도 충분한 내식성을 확보할 수 있도록 함으로써 내구성과 가격 경쟁력이 뛰어난 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a rail spring for wipers, and more particularly, to a method for manufacturing a rail spring for wipers with excellent durability and cost competitiveness by ensuring sufficient corrosion resistance while using a relatively inexpensive iron plate.

일반적으로, 자동차 등의 운반용 차량이나 건설장비 등의 윈도우에는 우천시나 강설시에 시야를 확보할 수 있도록 하기 위한 와이퍼(wiper)가 설치되어 있다.In general, wipers are provided in windows for transporting vehicles such as automobiles, construction equipment, and the like to secure visibility in rainy weather or during snowfall.

도1은 일반적인 와이퍼 구조를 설명하기 위한 요부 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 와이퍼(10)는 지지력을 제공하는 와이퍼 지지프레임(11)과 윈도우 면에 접촉되어 실질적인 크리닝 작용을 수행하는 블레이드(12)로 구성된다. 그리고, 블레이드(12)에는 일정한 지지력을 제공하면서 윈도우와의 밀착력이 유지되도록 하기 위해 길이 방향을 따라 좁고 납작한 띠형 부재로 형성된 레일 스프링(13,rail spring)이 설치되어 있다.1 is a cross-sectional view of a main part for explaining a general wiper structure, and as shown therein, the wiper 10 is in contact with a wiper support frame 11 providing a support force and a window surface and a blade 12 performing a substantial cleaning action. It consists of. In addition, the blade 12 is provided with a rail spring 13 formed of a narrow, flat belt-shaped member along the longitudinal direction in order to maintain a close contact force with the window while providing a constant support force.

레일 스프링(13)은 블레이드(12)상에 매입되어 일체로 성형되거나, 기 성형된 블레이드몸체(12a)의 삽입홈(12b)에 삽입되는 형태로 설치되는 것으로, 두께가 얇은 박판을 띠 형태로 절단한 부재에 결합을 위한 결합홈을 가공하여 형성하게 된다.The rail spring 13 is embedded in the blade 12 to be integrally formed or installed in the insertion groove 12b of the preformed blade body 12a. It is formed by processing the coupling groove for coupling to the cut member.

그리고, 레일 스프링(13)은 비나 눈 등에 노출되므로 장시간 사용할 경우 녹이 발생되므로 일정한 수명을 유지하기 위해서는 충분한 내식성이 담보되어야 한다. 이에 따라 레일 스프링(13)은 내식성이 강한 스테인레스 소재를 이용하여 제작하는 것이 일반적이다.In addition, since the rail spring 13 is exposed to rain or snow, rust is generated when it is used for a long time, sufficient corrosion resistance must be ensured to maintain a constant life. Accordingly, the rail spring 13 is generally manufactured using a stainless material having high corrosion resistance.

하지만, 스테인레스는 소재의 가격이 매우 비싸서 와이퍼 가격 상승의 주요 요인으로 작용하고 있다. 특히, 와이퍼(10)는 고무 재질로 형성된 블레이드(12)의 사용수명이 짧아 잦은 교체가 필요한 소모품이어서 시장에서 경쟁력을 갖추기 위해서는 가격이 저렴하여야 하므로 레일 스프링(13)의 소재를 가격이 싼 철판으로 대체할 필요가 있다. 아울러, 최근에는 스테인레스의 주요 성분인 비철금속의 국제 가격의 급등으로 자동차 부품산업분야의 원가부담이 상승되고 있어 이러한 대체요구가 절실한 실정에 있다.
However, stainless steel is a very expensive material, which is a major factor in the rise of wiper prices. In particular, since the wiper 10 is a consumable that requires frequent replacement due to a short service life of the blade 12 formed of a rubber material, the price of the rail spring 13 should be low in order to be competitive in the market. Need to be replaced. In addition, in recent years, the cost burden in the automotive parts industry has been rising due to the surge in international prices of non-ferrous metals, which are the major components of stainless steel, and these replacement demands are urgently needed.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 비교적 저렴한 철판을 이용하여 제조하더라도 충분한 내식성을 확보할 수 있도록 함으로써 내구성과 가격 경쟁력이 뛰어나도록 한 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above contents, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a rail spring for a wiper, which is excellent in durability and price competitiveness by ensuring sufficient corrosion resistance even when manufactured using a relatively inexpensive iron plate. .

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법은 띠형으로 형성되어 블레이드상에 설치되는 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법에 있어서, 상기 레일 스프링의 두께에 대응하는 두께를 갖는 철판을 소정 곡률 반경을 갖도록 포밍하는 제1 포밍단계; 상기 제1 포밍단계에 의해 성형된 형상이 유지되도록 열처리하는 열처리단계; 상기 열처리단계가 시행된 철판에 프레스 가공을 시행하여 상기 레일 스프링 형상으로 스프링모재를 절단, 준비하는 프레스 가공단계; 및 상기 스프링모재를 질화로에 투입하고 질화 처리하여 상기 스프링모재의 외표면으로부터 내측을 향해 기공층, 화합물층, 및 확산층이 차례로 형성되게 하여 내식성을 갖도록 하는 질화단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the manufacturing method of the wiper rail spring according to the present invention is formed in a belt shape in the manufacturing method of the wiper rail spring is installed on the blade, the iron plate having a thickness corresponding to the thickness of the rail spring A first forming step of forming a to have a predetermined radius of curvature; A heat treatment step of performing heat treatment to maintain the shape formed by the first forming step; A press working step of performing a press working on the steel plate subjected to the heat treatment step to cut and prepare a spring base material into the rail spring shape; And a nitriding step of inserting the spring base material into the nitriding furnace and nitriding the same so that the pore layer, the compound layer, and the diffusion layer are sequentially formed from the outer surface of the spring base material to the inside thereof to have corrosion resistance.

그리고, 상기 열처리단계의 시행 후에 열처리과정에서의 변형을 고려하여 상기 제1 포밍단계에서와 동일한 곡률 반경을 갖도록 철판을 다시 한번 더 포밍하는 제2 포밍단계; 및 상기 프레스 가공단계의 시행 후에 상기 스프링모재에 부착된 이물질을 제거하기 위한 세척단계(60)를 더 시행할 수 있다.And a second forming step of forming the iron plate once again to have the same radius of curvature as in the first forming step in consideration of the deformation in the heat treatment process after the heat treatment step is performed; And a washing step 60 for removing the foreign matter attached to the spring base material after the press working step is performed.

상기 열처리단계는 600 내지 700℃로 가열하여 시행하는 것을 특징으로 한다.The heat treatment step is characterized in that carried out by heating to 600 to 700 ℃.

한편, 상기 질화단계는 질화로의 내부에 상기 스프링모재를 장입하고, 암모니아(NH3) 가스를 주입하면서 내부온도가 555 ~ 575℃ 범위가 되도록 승온하는 장입 및 승온과정; 상기 장입 및 승온과정의 최종 온도를 그대로 유지하면서 암모니아(NH3), 질소(N2), 및 이산화탄소(CO2) 가스를 일정 조성 비율로 주입하여 질화처리하는 질화과정; 상기 질화로의 내부에 질소(N2) 가스를 주입하면서 잔류가스를 배출, 제거하고 내부 온도를 530 ~ 560℃ 범위가 되도록 냉각시키는 퍼징과정; 상기 퍼징과정의 최종 온도를 유지하고 질소(N2) 가스를 주입하면서 스팀을 분사하여 산화처리를 시행하는 산화과정; 및 상기 산화과정에 의해 산화된 상기 스프링모재를 상온까지 냉각시키는 냉각과정을 포함할 수 있다.On the other hand, the nitriding step is the charging and heating process of charging the spring base material into the interior of the nitriding furnace, and injecting ammonia (NH 3 ) gas to increase the internal temperature to be in the range of 555 ~ 575 ℃; Nitriding the nitriding process by injecting ammonia (NH 3 ), nitrogen (N 2 ), and carbon dioxide (CO 2 ) gas at a predetermined composition ratio while maintaining the final temperature of the charging and raising process; A purging process of discharging and removing residual gas while injecting nitrogen (N 2 ) gas into the nitriding furnace and cooling the internal temperature to be in a range of 530 to 560 ° C .; An oxidation process of maintaining the final temperature of the purging process and injecting steam while injecting nitrogen (N 2 ) gas to perform oxidation treatment; And a cooling process of cooling the spring base material oxidized by the oxidation process to room temperature.

그리고, 상기 질화과정은 혼합가스의 조성비를 암모니아(NH3) 55 ~ 80부피%, 질소(N2) 10 ~ 30부피%, 및 이산화탄소(CO2) 5 ~ 15부피%로 하여 100 ~ 200분 범위의 시간 동안 시행하고, 상기 산화과정의 수행시간은 10분 내외의 범위로 시행한다.
In the nitriding process, the composition ratio of the mixed gas is 55 to 80% by volume of ammonia (NH 3 ), 10 to 30% by volume of nitrogen (N 2 ), and 5 to 15% by volume of carbon dioxide (CO 2 ) for 100 to 200 minutes. It is carried out in the range of time, the time of the oxidation process is carried out in the range of about 10 minutes.

본 발명의 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법은, 자동차구조용 철판과 같은 가격이 비교적 저렴한 철판을 이용하여 제조하더라도 내식성과 내구성을 확보할 수 있으므로 와이퍼의 레일 스프링으로 적용할 경우 부품단가의 절감에 따른 와이퍼의 가격을 낮출 수 있어서 시장 경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.
In the manufacturing method of the wiper rail spring of the present invention, even if manufactured using a steel plate with a relatively low price, such as automotive structural steel plate can ensure the corrosion resistance and durability, when applied as a rail spring of the wiper wiper according to the reduction of the unit cost It is possible to reduce the price of, thereby securing the market competitiveness.

도1은 일반적인 와이퍼의 구조를 설명하기 위한 요부 단면도,
도2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도,
도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 구성도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법에 의해 제조할 수 있는 레일 스프링의 일 예를 나타내는 평면도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법에서 질화단계를 설명하기 위한 온도-시간 그래프이다.1 is a cross-sectional view of main parts for explaining the structure of a general wiper;
Figure 2a is a process flow chart for explaining the manufacturing method of the wiper rail spring according to an embodiment of the present invention,
Figure 2b is a schematic process configuration diagram for explaining a method for manufacturing a wiper rail spring according to an embodiment of the present invention,
3 is a plan view showing an example of a rail spring that can be manufactured by the method for manufacturing a rail spring for a wiper according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a temperature-time graph for explaining the nitriding step in the manufacturing method of the rail spring for the wiper according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도, 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 구성도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법에 의해 제조할 수 있는 레일 스프링의 일 예를 나타내는 평면도이다.Figure 2a is a process flow chart for explaining the manufacturing method of the wiper rail spring according to an embodiment of the present invention, Figure 2b is a schematic process for explaining the manufacturing method of the wiper rail spring according to an embodiment of the present invention 3 is a plan view showing an example of a rail spring that can be manufactured by a method for manufacturing a wiper rail spring according to an embodiment of the present invention.

도2a 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법은, 소재 공급단계(20), 제1 포밍단계(30), 열처리단계(40), 프레스 가공단계(50), 및 질화단계(70)를 순차적으로 시행하여 띠형의 레일 스프링(13)을 제조한다. 2A to 3, the manufacturing method of the rail spring for the wiper according to an embodiment of the present invention, the material supply step 20, the first forming step 30, the heat treatment step 40, the press working step (50), and nitriding step 70 is carried out sequentially to produce a belt-shaped rail spring (13).

소재 공급단계(20)는 원 소재인 철판을 공급하는 단계로서, 레일 스프링(13)의 두께에 대응하는 두께를 갖는 철판을 원형으로 감은 철판코일(a)을 코일러(21,coiler)에 설치하고 피딩롤러(미도시)와 같은 이송장치를 이용하여 이송하는 방식으로 시행한다.The material supply step 20 is a step of supplying an iron plate, which is a raw material, and installs an iron plate coil (a) wound around the coil plate 21 having a thickness corresponding to the thickness of the rail spring 13 to the coiler 21. And the feeding is carried out by using a feeding device such as a feeding roller (not shown).

이때, 철판은 자동차구조용 철판(KS 및 JIS 규격 기준)으로 사용되고 있는 SAPH310, SAPH370, SAPH400, SAPH440 중에서 선택하여 적용한다.At this time, the iron plate is selected and applied from among SAPH310, SAPH370, SAPH400, SAPH440 which is used as a steel plate for automobile structural (KS and JIS standards).

제1 포밍단계(30)는 소재 공급단계(20)를 통해 공급되는 철판을 소정 곡률 반경을 갖도록 포밍하는 단계로서, 평판 형태의 철판을 굴곡 성형함으로써 와이퍼(10)의 블레이드(12)에 장착한 상태에서 탄성을 갖도록 하여 블레이드가 윈도우 면에 밀착되도록 하기 위한 것이다. 이때의 곡률반경은 완성된 레일 스프링(13)의 길이 (ℓ)에 대해 1.5 ~ 3.0 정도가 되도록 성형하는 것이 일반적이지만, 차종이나 와이퍼의 종류에 다양하게 변경될 수 있을 것이다.The first forming step 30 is a step of forming the iron plate supplied through the material supply step 20 to have a predetermined radius of curvature, which is mounted on the blade 12 of the wiper 10 by bending the iron plate having a flat plate shape. In order to have elasticity in the state so that the blade is in close contact with the window surface. At this time, the radius of curvature is generally molded to be about 1.5 to 3.0 with respect to the length (L) of the completed rail spring 13, but may be variously changed in the type of vehicle or wiper.

열처리단계(40)는 제1 포밍단계(30)에 의해 포밍(forming)된 형상이 유지되도록 열처리하는 단계로서, 후술되는 질화단계에서 변형이 발생되지 않도록 질화로의 내부온도보다 높은 600 내지 700℃의 온도조건에서 5초 내외로 가열하여 시행한다. 이러한 열처리단계(40)는 600 내지 700℃ 정도로 내부온도가 설정된 가열로(41) 내부로 철판이 통과되도록 하거나 산소 토치와 같은 가열수단에 의해 수행할 수 있다.The heat treatment step 40 is a step of heat treatment so that the shape formed by the first forming step 30 is maintained, and 600 to 700 ° C. higher than the internal temperature of the nitriding furnace so that deformation does not occur in the nitriding step described later. It is performed by heating within 5 seconds at the temperature condition. This heat treatment step 40 may be performed by a heating means such as an iron torch or to pass the iron plate inside the heating furnace 41, the internal temperature is set to about 600 to 700 ℃.

프레스 가공단계(50)는 열처리단계(40)를 시행된 철판에 프레스 가공을 시행하여 완성된 레일 스프링 형상과 동일한 형상으로 스프링모재를 절단, 준비하는 단계로서, 열처리단계(40)를 통과한 철판이 금형 내부로 진입되면 프레스(51)의 타발 동작에 의해 스프링모재가 절단되어 배출된다. Press working step 50 is a step of cutting and preparing the spring base material in the same shape as the completed rail spring shape by pressing the iron plate subjected to the heat treatment step 40, the iron plate passed through the heat treatment step 40 When the inside of the mold is entered, the spring base material is cut and discharged by the punching operation of the press 51.

그리고, 프레스 가공단계(50)에서는 도3에 도시된 바와 같이 와이퍼의 지지프레임 및 블레이드와의 결합을 위한 결합홈(13a), 결합돌기(13b), 및 결합공(13c)이 절취, 형성되게 된다. 이러한, 결합홈(13a), 결합돌기(13b), 및 결합공(13c)은 차종이나 와이퍼의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있는 것으로 금형을 변경하는 방식으로 프레스 가공단계를 시행함으로써 간편하게 대응할 수 있다.In the press working step 50, as shown in FIG. 3, the coupling groove 13a, the coupling protrusion 13b, and the coupling hole 13c for cutting the support frame and the blade of the wiper are cut and formed. do. The coupling groove 13a, the coupling protrusion 13b, and the coupling hole 13c may be variously changed according to the type of the vehicle or the wiper, and thus, the pressing groove step may be easily performed by changing the mold. have.

또한, 프레스 가공단계(50)에서 사용되도록 프레스(51)의 슬라이더에 장착되는 금형(52)은 한 번의 타발작용으로 복수 개의 스프링모재가 절단되도록 상부금형(52a)에는 복수의 절단 성형부(미도시)가 형성되어 있고, 하부 금형(52b)에는 제1 포밍단계(30)에 의해 성형된 철판의 형태가 변형되지 않도록 동일한 곡률반경으로 만곡된 이동홈(미도시)이 형성된 것을 적용하여 시행하는 것이 바람직하다.In addition, the mold 52 mounted on the slider of the press 51 to be used in the press working step 50 has a plurality of cutting molding parts (not shown) on the upper mold 52a so that a plurality of spring base materials are cut by one punching action. C) is formed, and the lower mold 52b is formed by applying a curved groove (not shown) formed with the same radius of curvature so as not to deform the shape of the iron plate formed by the first forming step 30. It is preferable.

질화단계(70)는 스프링모재를 질화로(71)에 투입하고 질화 처리하여 내식성을 갖도록 하는 단계로서, 이러한 단계를 시행하게 되면 스프링모재의 외표면으로부터 내측을 향해 기공층, 화합물층, 및 확산층이 차례로 형성되면서 내식성이 부여되게 된다.The nitriding step 70 is a step in which the spring base material is introduced into the nitriding furnace 71 and nitrided to have corrosion resistance. When the step is performed, the pore layer, the compound layer, and the diffusion layer are sequentially turned from the outer surface of the spring base material to the inside. Corrosion resistance is given as it is formed.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법은 열처리단계(40)의 시행 후에 열처리과정에서의 변형을 고려하여 제1 포밍단계(30)에서와 동일한 곡률 반경을 갖도록 철판을 다시 한번 더 포밍하는 제2 포밍단계(80)를 더 시행할 수 있다.On the other hand, the manufacturing method of the rail spring for the wiper according to an embodiment of the present invention in consideration of the deformation in the heat treatment process after the execution of the heat treatment step 40 to the iron plate to have the same radius of curvature as in the first forming step 30 Once again, the second forming step 80 may be further performed.

그리고, 프레스 가공단계(50)의 시행 후에 스프링모재에 부착된 이물질, 절삭유, 방청유 등과 같이 질화처리에 방해가 되는 물질들을 제거하기 위한 세척단계(60)를 더 시행한다. 이러한 세척단계(60)는 60 ~ 90℃ 정도의 세척액, 트리클로로에틸렌(TCE,trichloroethylene)이 채워진 세척조(61)에 스프링모재를 투입하고, 훈증방식으로 40 ~ 80분 정도의 시간 동안 체류시켜 질화 방해물질을 제거할 수 있다. 이때 세척액의 PH 농도는 PH7 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.Then, after the press working step 50, the cleaning step 60 for removing substances that hinder the nitriding treatment such as foreign matter, cutting oil, rust preventive oil, etc. attached to the spring base material is further performed. In the washing step 60, a spring base material is introduced into a washing tank 61 filled with a washing solution of about 60 to 90 ° C., trichloroethylene (TCE, trichloroethylene), and nitriding by staying for about 40 to 80 minutes in a fumigation method. Interferences can be removed. At this time, the pH of the washing solution is preferably to be more than PH7.

한편, 본 발명에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법은 제1 포밍단계(30)의 시행 후에 포밍된 철판을 적절한 길이(완성된 레일 스프링의 전체 길이와 동일 또는 유사한 길이)로 절단하는 절단단계가 더 구비될 수 있다. 이러한 절단단계는 제1 포밍단계의 시행 후에 후행되는 단계의 수행을 위한 제조라인을 공간상 문제 등으로 구성하기 어려울 경우에 적용할 수 있다.On the other hand, the manufacturing method of the wiper rail spring according to the present invention is a cutting step of cutting the formed iron plate to an appropriate length (the same or similar length as the entire length of the completed rail spring) after the execution of the first forming step (30) It may be further provided. This cutting step can be applied when it is difficult to construct a manufacturing line for the performance of the following steps after the execution of the first forming step due to space problems.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법의 질화단계를 설명하기 위한 온도-시간 그래프이다.Figure 4 is a temperature-time graph for explaining the nitriding step of the manufacturing method of the rail spring for the wiper according to an embodiment of the present invention.

도4를 참조하면, 질화단계(70)는 스프링모재를 질화로(Nitriding furnace) 투입하여 장입 및 승온과정(70a), 질화과정(70b), 퍼징과정(70c), 산화과정(70d), 및 냉각과정(70e)을 순차, 시행하는 방식으로 수행한다.Referring to FIG. 4, the nitriding step 70 is a spring base material is introduced into a nitriding furnace, and the charging and raising process 70a, nitriding process 70b, purging process 70c, oxidation process 70d, and cooling are performed. Process 70e is performed in a sequential manner.

장입 및 승온과정(70a)은 질화로(71)의 내부에 스프링모재를 장입하고, 암모니아(NH3) 가스를 주입하면서 내부온도가 555 ~ 575℃ 범위가 되도록 승온하는 과정으로, 온도가 점진적으로 상승되도록 최고 온도의 도달 시점까지 30 내지 60분 정도의 시간 이 소요되도록 하여 시행한다. 본 실시예에서는 질화로 최고 온도가 565℃가 되도록 하고 이 온도의 도달시점까지 승온시간을 45분으로 설정하여 시행하였다.Charging and heating process (70a) is a process of charging the spring base material into the interior of the nitriding furnace 71, the temperature is raised so that the internal temperature is in the range of 555 ~ 575 ℃ while injecting ammonia (NH 3 ) gas, the temperature gradually rises If possible, allow 30 to 60 minutes to reach the maximum temperature. In this embodiment, the maximum temperature was 565 ° C. by nitriding, and the temperature increase time was set to 45 minutes until the temperature was reached.

질화과정(70b)은 장입 및 승온과정(70a)의 최종 온도를 그대로 유지하면서 암모니아(NH3), 질소(N2), 및 이산화탄소(CO2) 가스를 일정 조성 비율로 주입하여 질화처리를 수행하도록 한다.In the nitriding process 70b, nitriding treatment is performed by injecting ammonia (NH 3 ), nitrogen (N 2 ), and carbon dioxide (CO 2 ) gas at a predetermined composition ratio while maintaining the final temperature of the charging and heating process 70a. Do it.

이때, 혼합가스의 조성비는 암모니아(NH3) 55 ~ 80부피%, 질소(N2) 10 ~ 30부피%로 하고, 이산화탄소(CO2)는 5 ~ 15부피%로 하여 시행하고, 이 질화과정의 수행시간은 100 ~ 200분 범위가 되도록 하며, 혼합가스는 질화로의 내부 압력이 50 ~ 300mbar 정도가 되도록 주입하여 시행한다. 본 실시예에서는 150분 동안 질화과정을 수행하였다.In this case, the composition ratio of the mixed gas is 55 to 80% by volume of ammonia (NH 3 ), 10 to 30% by volume of nitrogen (N 2 ) and 5 to 15% by volume of carbon dioxide (CO 2 ). The running time of is to be in the range of 100 ~ 200 minutes, the mixed gas is carried out by injecting the internal pressure of the nitriding furnace to 50 ~ 300mbar. In this example, nitriding was performed for 150 minutes.

퍼징과정(70c)은 질화로(71)의 내부 분위기를 질화과정(70b)에서 산화과정(70d)으로 전환시키기 위해 잔류가스를 제거하는 공정으로, 질화로의 내부에 질소(N2) 가스를 주입하여 질화과정(70b)에서 잔류되는 암모니아(NH3), 이산화탄소(CO2) 가스 등을 소정 시간 동안 배기시키면서 내부 온도를 15 ~ 25℃ 범위로 냉각시켜 내부 온도가 530 ~ 560℃ 범위가 되도록 냉각시킨다. The purging process 70c is a process of removing residual gas to convert the internal atmosphere of the nitriding furnace 71 from the nitriding process 70b to the oxidation process 70d, and injecting nitrogen (N 2 ) gas into the interior of the nitriding furnace. The internal temperature is cooled to a range of 15 to 25 ° C. while exhausting ammonia (NH 3 ) and carbon dioxide (CO 2 ) gas remaining in the nitriding process 70b for a predetermined time, thereby cooling the internal temperature to be in a range of 530 to 560 ° C. .

그리고, 퍼징과정(70c)의 수행시간은 10 ~ 30분 정도가 되도록 시행하고, 잔류가스를 제거하기 위해 주입되는 질소(N2) 가스의 주입 압력은 50mbar 이상으로 하여 시행한다. 본 실시예에서는 내부 온도가 20℃ 냉각되도록 20분 동안 퍼징과정을 수행하였다.In addition, the execution time of the purging process 70c is about 10 to 30 minutes, and the injection pressure of nitrogen (N 2 ) gas injected to remove residual gas is performed at 50 mbar or more. In this example, a purging process was performed for 20 minutes so that the internal temperature was cooled to 20 ° C.

산화과정(70d)은 질화로 내부 온도를 퍼징과정(70c)의 최종 온도, 즉 530 ~ 560℃ 정도의 범위로 유지하고 질소(N2) 가스를 주입함과 동시에 물(H2O)을 공급하여 산화처리를 시행하는 단계이다. 이때, 물은 고온의 스팀으로 변환하여 공급함으로써 질화로 내부 온도의 변화가 최소화 되도록 하는 것이 중요하다. 이때, 산화과정의 수행시간은 10분 내외의 범위에서 시행하고, 질소의 주입량은 스팀의 주입량에 대해 50 ~ 70%의 양으로 주입한다.The oxidation process 70d maintains the internal temperature in the nitriding furnace at the final temperature of the purge process 70c, that is, about 530 to 560 ° C, injects nitrogen (N 2 ) gas and supplies water (H 2 O) at the same time. Oxidation treatment At this time, it is important to minimize the change in the internal temperature of the nitriding by supplying the water is converted to hot steam. At this time, the execution time of the oxidation process is carried out in the range of about 10 minutes, the injection amount of nitrogen is injected in the amount of 50 ~ 70% relative to the injection amount of steam.

냉각단계(70e)는 산화과정(70d)에 의해 산화된 스프링모재를 상온까지 냉각시키는 과정으로, 공냉방식으로 천천히 질화로를 냉각하여 시행하는 것이 일반적이지만, 질화로의 생산성을 고려하여 수냉방식으로 급격하게 냉각하여 생산 사이클을 단축할 수 있을 것이다. 여기서, 상온이라 함은 가열하거나 냉각하지 않은 자연 그대로의 기온을 말하는 것으로, 대략 15℃를 의미한다.The cooling step 70e is a process of cooling the spring base material oxidized by the oxidation process 70d to room temperature. The cooling step is generally performed by slowly cooling the nitriding furnace by an air cooling method. Cooling will shorten the production cycle. Here, the room temperature refers to a natural temperature without heating or cooling, and means about 15 ° C.

전술한 바와 같은 질화단계(70)를 시행하여 제조한 레일 스프링(13)은 화합물층의 두께가 6 ~ 12미크론(㎛) 범위로 측정되었고, 이를 염수 분무시험 방식으로 표면 내식성을 테스트 하였다.Rail spring 13 prepared by performing the nitriding step 70 as described above was measured in the thickness of the compound layer range of 6 ~ 12 microns (㎛), and tested the surface corrosion resistance by the salt spray test method.

내식성 테스트는 35℃ 온도조건에서 염수농도 5%인 수용액을 분사하여 시행하는 시험방법(KS D 9502 규격)을 적용한 결과, 완성차 업계에서 요구하는 144시간 이상의 시간 동안 부식이 검출되지 않아 와이퍼의 레일 스프링으로 적용할 수 있는 충분한 내식성이 확보됨을 알 수 있었다.Corrosion resistance test was carried out by spraying an aqueous solution with a brine concentration of 5% at a temperature of 35 ° C (KS D 9502 standard) .Therefore, corrosion was not detected for more than 144 hours required by the automobile industry. It was found that sufficient corrosion resistance can be secured.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
What has been described above is just one embodiment for carrying out the manufacturing method of the rail spring for the wiper according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the following claims Those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention will have the technical idea of the present invention to the extent that various changes can be made.

10:와이퍼 13:레일 스프링
20:소재 공급단계 30:제1 포밍단계
40:열처리단계 50:프레스 가공단계
60:세척단계 70:질화단계
70a:장입 및 승온과정 70b질화과정
70c퍼징과정 70d산화과정
70e냉각과정 80:제2 포밍단계10: Wiper 13: Rail spring
20: Material supply step 30: First forming step
40: heat treatment step 50: press processing step
60: washing step 70: nitriding step
70a: Charging and heating process 70b Nitriding process
70c Purging Process 70d Oxidation Process
70e cooling process 80: second forming step

Claims (5)

띠형으로 형성되어 블레이드상에 설치되는 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법에 있어서,
상기 레일 스프링의 두께에 대응하는 두께를 갖는 철판을 소정 곡률 반경을 갖도록 포밍하는 제1 포밍단계;
상기 제1 포밍단계에 의해 성형된 형상이 유지되도록 열처리하는 열처리단계;
상기 열처리단계가 시행된 철판에 프레스 가공을 시행하여 상기 레일 스프링 형상으로 스프링모재를 절단, 준비하는 프레스 가공단계; 및
상기 스프링모재를 질화로에 투입하고 질화 처리하여 상기 스프링모재의 외표면으로부터 내측을 향해 기공층, 화합물층, 및 확산층이 차례로 형성되게 하여 내식성을 갖도록 하는 질화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법.
In the manufacturing method of the wiper rail spring is formed in a belt shape and installed on the blade,
A first forming step of forming a steel plate having a thickness corresponding to the thickness of the rail spring to have a predetermined radius of curvature;
A heat treatment step of performing heat treatment to maintain the shape formed by the first forming step;
A press working step of performing a press working on the steel plate subjected to the heat treatment step to cut and prepare a spring base material into the rail spring shape; And
And inserting the spring base material into the nitriding furnace and nitriding the nitriding step so that the pore layer, the compound layer, and the diffusion layer are sequentially formed from the outer surface of the spring base material to the inside to have corrosion resistance. Manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 열처리단계의 시행 후에 열처리과정에서의 변형을 고려하여 상기 제1 포밍단계에서와 동일한 곡률 반경을 갖도록 철판을 다시 한번 더 포밍하는 제2 포밍단계; 및
상기 프레스 가공단계의 시행 후에 상기 스프링모재에 부착된 이물질을 제거하기 위한 세척단계(60)를 더 시행하는 것을 특징으로 하는 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법.
The method of claim 1,
A second forming step of forming the steel sheet once again to have the same radius of curvature as in the first forming step after considering the deformation in the heat treatment step after the heat treatment step; And
Method of manufacturing a wiper rail spring, characterized in that for further performing the washing step (60) for removing the foreign matter attached to the spring base material after the press working step.
제1항에 있어서,
상기 열처리단계는 600 내지 700℃로 가열하여 시행하는 것을 특징으로 하는 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법.
The method of claim 1,
The heat treatment step is a manufacturing method of the wiper rail spring, characterized in that carried out by heating to 600 to 700 ℃.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 질화단계는
질화로의 내부에 상기 스프링모재를 장입하고, 암모니아(NH3) 가스를 주입하면서 내부온도가 555 ~ 575℃ 범위가 되도록 승온하는 장입 및 승온과정;
상기 장입 및 승온과정의 최종 온도를 그대로 유지하면서 암모니아(NH3), 질소(N2), 및 이산화탄소(CO2) 가스를 일정 조성 비율로 주입하여 질화처리하는 질화과정;
상기 질화로의 내부에 질소(N2) 가스를 주입하면서 잔류가스를 배출, 제거하고 내부 온도를 530 ~ 560℃ 범위가 되도록 냉각시키는 퍼징과정;
상기 퍼징과정의 최종 온도를 유지하고 질소(N2) 가스를 주입하면서 스팀을 분사하여 산화처리를 시행하는 산화과정; 및
상기 산화과정에 의해 산화된 상기 스프링모재를 상온까지 냉각시키는 냉각과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The nitriding step is
A charging and heating process of charging the spring base material to the inside of the nitriding furnace and increasing the internal temperature to be in the range of 555 to 575 ° C while injecting ammonia (NH 3 ) gas;
Nitriding the nitriding process by injecting ammonia (NH 3 ), nitrogen (N 2 ), and carbon dioxide (CO 2 ) gas at a predetermined composition ratio while maintaining the final temperature of the charging and raising process;
A purging process of discharging and removing residual gas while injecting nitrogen (N 2 ) gas into the nitriding furnace and cooling the internal temperature to be in a range of 530 to 560 ° C .;
An oxidation process of maintaining the final temperature of the purging process and injecting steam while injecting nitrogen (N 2 ) gas to perform oxidation treatment; And
And a cooling step of cooling the spring base material oxidized by the oxidation process to room temperature.
제4항에 있어서,
상기 질화과정은 혼합가스의 조성비를 암모니아(NH3) 55 ~ 80부피%, 질소(N2) 10 ~ 30부피%, 및 이산화탄소(CO2) 5 ~ 15부피%로 하여 100 ~ 200분 범위의 시간 동안 시행하고,
상기 산화과정의 수행시간은 10분 내외의 범위에서 시행하는 것을 특징으로 하는 와이퍼용 레일 스프링의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
In the nitriding process, the composition ratio of the mixed gas is 55 to 80% by volume of ammonia (NH 3 ), 10 to 30% by volume of nitrogen (N 2 ), and 5 to 15% by volume of carbon dioxide (CO 2 ) in the range of 100 to 200 minutes. For hours,
The execution time of the oxidation process is a manufacturing method of the wiper rail spring, characterized in that performed in the range of about 10 minutes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160090491A (en) * 2015-01-22 2016-08-01 고수연 Point of the spring rail car wiper bending method and apparatus
KR20220093657A (en) * 2020-12-28 2022-07-05 주식회사 재영정공 How to make a brush pan spring with a groove for the car start motor brush holder assembly and a brush pan spring with that groove

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