KR20160133236A - 표면 개질을 통한 내구성이 향상된 복합재 무급유 베어링 - Google Patents

표면 개질을 통한 내구성이 향상된 복합재 무급유 베어링 Download PDF

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이종선
이정권
현승민
김베로
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Abstract

본 발명에 의하면, 기저 철판; 상기 기저 철판에 코팅된 미끄럼 지지층; 및 상기 미끄럼 지지층에 코팅된 슬라이드 층을 포함하며, 상기 미끄럼 지지층은 상기 슬라이드 층과 접하는 표면에 형성되는 요철부를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재 무급유 베어링이 제공된다.

Description

표면 개질을 통한 내구성이 향상된 복합재 무급유 베어링 {COMPOSITE OILLESS BEARING WITH ENHANCED DURABILITY BY SURFACE MODIFICATION}
본 발명은 표면 개질을 통해 내구성이 향상된 복합재 무급유 베어링에 관한 것이다.
베어링은 회전축을 회전가능하게 지지하는 기계 요소로서, 자동차, 전동기계, 일반 산업기계, 공작 기계, 철도차량, 농기계 등 기계 전반에 걸쳐서 적용된다. 베어링은 기계의 품질, 성능, 내구성과 직결되기 때문에 그 품질 기준이 까다로운 핵심 기계 부품에 속한다. 베어링은 회전축과의 접촉 방식에 따라 면접촉하는 미끄럼 베어링과 선접촉 또는 점접촉하는 구름 베어링으로 나누어지는데, 미끄럼 베어링의 경우 마찰을 줄이기 위해 접촉면 사이에 윤활유가 존재한다. 윤활유는 베어링 사용 중에 지속적으로 공급된다. 하지만, 윤활유 공급이 필요없거나 윤활유를 공급하기 어려운 구조를 갖는 경우에는 사용 중 급유가 필요없는 무급유 베어링이 사용된다.
무급유 베어링은 기저판 상에 윤활기능을 하는 고체윤활제층이 형성된 구조로서, 종래의 무급유 베어링은 탄소강 또는 스테인레스강 등으로 된 강철기재 표면에 철계금속분말과 흑연, 이황화몰리브덴, 이황화텅스텐 등 고체윤활제의 미세분말을 혼합한 혼합분말을 프레스 또는 압연롤러 등으로 냉간 압착 성형한 후 소결로 내부에 넣고 가스분위기 하에서 고온으로 소결하는 방식으로 제조되고 있다.
등록특허공보 제10-0849075호 "고속 터보 기기의 무급유 베어링용 중온 코팅제 및 그 코팅방법" (2008.07.30.)
본 발명의 목적은 표면 개질을 통해 내구성이 향상된 복합재 무급유 베어링을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,
기저 철판; 상기 기저 철판에 코팅된 미끄럼 지지층; 및 상기 미끄럼 지지층에 코팅된 슬라이드 층을 포함하며, 상기 미끄럼 지지층은 상기 슬라이드 층과 접하는 표면에 형성되는 요철부를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재 무급유 베어링이 제공된다.
상기 요철부는 회전 톱니에 의해 각인되어서 형성된 것일 수 있다.
상기 요철부에 형성되는 돌기 내에는 포어(pore)가 존재할 수 있다.
상기 요철부에 형성되는 돌기의 크기는 0.1 내지 0.5mm일 수 있다.
미끄럼 지지층의 재질은 청동(Cu), 주석(Sn), 비스무트(Bi)의 혼합 분말에 알루미늄(Al), 규소(Si) 및 니켈(Ni)을 주원소로 하는 혼합물을 첨가한 것일 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 슬라이드 층과 접하는 미끄럼 지지층의 표면에 돌기 형상이 마련되는 요철부가 형성되어서 고체 윤활제의 표면 분포에 변화를 두어 코팅 층이 흡착할 수 있는 지지기반 구조가 치밀해지며, 운동 중 수반된 이방향성 이상의 하중을 분산시키는 효과를 제공하여 내구성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재 무급유 베어링의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 복합재 무급유 베어링의 단면 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3는 도 2에 도시된 미끄럼 지지층의 표면의 요철을 형성하는 공정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 첨가제를 혼합한 무급유 베어링의 코팅층을 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 무급유 베어링의 코팅층을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재 무급유 베어링은 대체로 링형상으로서, 외주에 형성된 금속 기재부과, 금속 기재부의 내주면에 코팅되어서 형성된 코팅부를 포함한다. 도 2에는 도 1에 도시된 복합재 무급유 베어링의 단면 구조가 편평하게 펼쳐진 형태로 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 상기 금속 기재부를 형성하는 기저 철판과, 기저 철판 위에 코팅된 미끄럼 지지층과, 미끄럼 지지층 위에 코팅되어서 미끄럼 기능을 제공하는 슬라이드 층을 포함한다. 미끄럼 지지층과 슬라이드 층은 상기 코팅부를 형성한다. 기저 철판은 무급유 베어링에서 금속 기재부로 통상적으로 사용되는 구성으로 이루어지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
미끄럼 지지층은 청동 분말을 포함하는 소재가 전처리된 기저 철판의 표면에 소결(가열) 공정을 통해 강하게 흡착하여 고체 윤활층인 슬라이드층(일반적으로 테프론층)이 안정화된 코팅층을 형성할 수 있도록 강한 조직 구조의 공극을 제공한다. 도 2를 참조하면, 미끄럼 지지층은 슬라이드층과 접하는 표면에 형성된 요철부를 구비한다. 도 1에는 요철부의 요철 형상이 파선 형태로 표시되어 있다. 미끄럼 지지층의 표면 요철부는 고체 윤활제의 표면 분포에 변화를 두어 코팅층이 흡착할 수 있는 지지기반 구조가 치밀해지며, 또한 운동 중 수반된 이방향성 이상의 하중을 분산시키는 효과를 제공한다.
도 3에는 도 2에 도시된 미끄럼 지지층의 표면에 형성된 요철 형상을 형성하는 공정이 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 소재를 압연 후 회전 톱니에 의해 소재의 표면에 요철 형상이 형성된다. 이러한 회전 톱니를 이용한 요철부 형성은 다음과 같이 두가지 방식으로 수행될 수 있다.
첫째는 기저 철판의 표면에 요철 형상을 형성하여 미끄럼 지지층과 슬라이드 층에 요철 형태가 함침 형으로 형성되는 것으로서, 기저 철판의 조직성이 치밀하게 구성될 수 있다는 장점을 제공한다.
둘째는 기저 철판 표면에 미끄럼 지지층을 코팅한 후 압연 방식으로 미끄럼 층에 요철 형태를 형성하고 슬라이드 층이 함침되어 형성되는 것으로서, 이는 미끄럼 지지층과 슬라이드 층의 유기적 연결을 강하게 이끌 수 있다는 장점을 제공한다.
미끄럼 지지층의 요철 형상에 형성되는 돌기 형태의 크기는 0.1 내지 0.5mm로서, 베어링 내·외부 운동에 영향을 미치치 않아야 하며 그 상부에 코팅 지지층의 두께가 0.08 내지 0.16mm의 범위로 형성되어 미끄럼 성능을 효과적으로 나타낼 수 있다. 돌기 표면의 작용은 도 1에 도시된 바와 같이 베어링의 회전 방향에 수직으로 나타나는데, 이는 회전 안전성은 물론 이방향성 이상의 하중이 작용할 경우 베어링의 지지 구조를 치밀하게 하는 효과를 제공한다. 돌기 형상 내에 포어(pore)가 형성되어서 내열성이 향상된다.
본 실시예에 따른 미끄럼 지지층의 재질은 청동(Cu), 주석(Sn), 비스무트(Bi)의 혼합 분말에 알루미늄(Al), 규소(Si) 및 니켈(Ni)을 주원소로 하는 혼합물을 첨가한 것이다. 성분의 혼합비를 조정하여 소결 특성 및 지지 구조층의 응력이 강화된다. 알루미늄과 기지 재료(청동 혼합 재료)의 융합에 의한 입도는 규소 및 주석의 미세 입도 조절을 통해 조절할 수 있는데, 이는 코팅 지지층인 청동(Cu) 혼합 층의 구조를 안정화하고 높은 강도를 유지할 수 있게 한다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 기저 철판;
    상기 기저 철판에 코팅된 미끄럼 지지층; 및
    상기 미끄럼 지지층에 코팅된 슬라이드 층을 포함하며,
    상기 미끄럼 지지층은 상기 슬라이드 층과 접하는 표면에 형성되는 요철부를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재 무급유 베어링.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 요철부는 회전 톱니에 의해 각인되어서 형성된 것을 특징으로 하는 복합재 무급유 베어링.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 요철부에 형성되는 돌기 내에는 포어(pore)가 존재하는 것을 특징으로 하는 복합재 무급유 베어링.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 요철부에 형성되는 돌기의 크기는 0.1 내지 0.5mm인 것을 특징으로 하는 복합재 무급유 베어링.
  5. 청구항 1에 있어서,
    미끄럼 지지층의 재질은 청동(Cu), 주석(Sn), 비스무트(Bi)의 혼합 분말에 알루미늄(Al), 규소(Si) 및 니켈(Ni)을 주원소로 하는 혼합물을 첨가한 것을 특징으로 하는 복합재 무급유 베어링.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190079772A (ko) * 2017-12-28 2019-07-08 창원금속공업(주) 미끄럼 지지층과 슬라이드층 사이에 추가적으로 중간 코팅층이 형성된 복합 코팅층을 갖는 무급유 베어링

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849075B1 (ko) 2006-08-29 2008-07-30 한국과학기술연구원 고속 터보 기기의 무급유 베어링용 중온 코팅제 및 그 코팅방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190079772A (ko) * 2017-12-28 2019-07-08 창원금속공업(주) 미끄럼 지지층과 슬라이드층 사이에 추가적으로 중간 코팅층이 형성된 복합 코팅층을 갖는 무급유 베어링

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