KR20170069536A

KR20170069536A - 이종 재질 스프로켓의 제조방법

Info

Publication number: KR20170069536A
Application number: KR1020150176867A
Authority: KR
Inventors: 이진현; 조영철; 곽형석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-06-21
Also published as: KR101776428B1

Abstract

본 발명은 샤프트에 연결되는 보스부와 체인과 치합되는 치형부를 서로 다른 분말을 재질로 하여 제작한 이종 재질 스프로켓 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓의 제조방법은, 같은 높이로 배열된 상기 베이스(21), 상기 하부외형(23), 상기 하부내형(24) 및 상기 코어(22)로부터 상기 하부외형(23)을 상대적으로 하강시키고, 상기 스프로켓(10)에 치형부(12)가 될 제1분말(31)을 상기 하부외형(23)의 하강되어 형성된 공간에 투입하는 제1분말 투입단계(S110)와, 상기 하부내형(24)을 상대적으로 하강시키고, 상기 스프로켓(10)의 보스부(11)가 될 제2분말(32)을 상기 하부내형(24)이 하강되어 형성된 공간에 투입하는 제2분말 투입단계(S130)와, 상기 상부외형(25)과 상기 상부내형(26)을 하강시켜 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)을 정해진 가압하여 소결시키는 가압성형 단계(S140)와, 상기 상부외형(25)과 상기 상부내형(26)을 상승시켜 성형된 스프로켓(10)을 취출하는 탈형 단계(S150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이종 재질 스프로켓 및 그 제조방법{SPROCKET HAVING DIFFERENT MATERIALS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 차량에서 동력전달에 사용되는 스프로켓 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 샤프트에 연결되는 보스부와 체인과 치합되는 치형부를 서로 다른 분말을 재질로 하여 제작한 이종 재질 스프로켓 및 그 제조방법에 관한 것이다.

차량의 엔진에는 동력을 전달하기 위한 다양한 동력전달수단에 구비된다.

이중에서, 체인을 구동시키거나, 체인에 의해 구동되는 스프로켓(10)은 체인과 치합되는 치형부(12)가 샤프트에 연결되는 보스부(11)에 비하여 경도나 강도가 높아야 하므로, 상기 스프로켓(10)이 제작된 후에 상기 치형부(12)를 고주파 열처리하여 경도와 강도를 높인다.

상기 스프로켓(10)은 철(Fe), 구리(Cu), 탄소(C)의 합금분말을 금형을 이용하여 소결한 후, 상기 치형부(12)만 고주파 열처리하여 가공한다.

그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 스프로켓과 그 제조방법은 소결 후, 추가로 상기 치형부(12)에 대하여 고주파 열처리 가공을 해야 하므로, 그에 따른 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '체인 스프로켓과 그 제조방법'에 관한 기술이 개시되어 있다.

KR 10-0223465 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 소결 후 치형부에 대하여 열처리를 하지 않아도 상기 치형부가 원하는 경도와 강도를 발휘할 수 있도록 치형부와 보스부의 재질을 서로 다르게 한 이종 재질 스프로켓 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 보스부와 치형부의 재질이 서로 다르더라도 서로 밀도구배를 갖지 않도록 하는 이종 재질 스프로켓 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓은, 샤프트에 고정되는 보스부와, 상기 보스부의 외측에 형성되고 체인과 치합되는 치형부를 포함하는 스프로켓에 있어서, 상기 보스부와 상기 치형부는 각각 서로 다른 분말을 일체로 소결하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 보스부는 철, 구리 및 탄소를 성분으로 하는 분말이 성형되고, 상기 치형부는 철, 크롬, 몰리브덴 및 탄소를 성분으로 하는 분말이 성형되는 것을 특징으로 한다.

상기 보스부는 철 분말, 구리 분말 및 탄소 분말의 혼합분말인 것을 특징으로 한다.

상기 치형부는 철, 크롬, 몰리브덴 및 탄소의 합금의 분말로 성형되는 것을 특징으로 한다.

상기 치형부는 상기 보스부 보다 더 많은 분말을 충전시켜 소결되는 것을 특징으로 한다.

상기 보스부와 상기 치형부는 5.2:5.5의 중량비로 분말이 구비되어 소결성형되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 보스부는 펄라이트와 페라이트가 혼합된 조직을 갖고, 상기 치형부는 마르텐사이트 조직을 갖는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓의 제조방법은, 베이스와, 상기 베이스에 승강가능하게 설치되는 코어와, 상기 베이스의 하부에서 상기 코어의 외측에 배치되어 상기 코어의 외측에서 승강가능하게 배치되는 하부외형 및 하부내형과, 상기 하부외형과 상기 하부내형의 상방에 승강가능하게 배치되는 상부외형 및 상부내형을 포함하는 금형의 내부에 분말을 투입하여 스프로켓을 제조하는 방법에 있어서, 같은 높이로 배열된 상기 베이스, 상기 하부외형, 상기 하부내형 및 상기 코어로부터 상기 하부외형을 상대적으로 하강시키고, 상기 스프로켓에 치형부가 될 제1분말을 상기 하부외형의 하강되어 형성된 공간에 투입하는 제1분말 투입단계와, 상기 하부내형을 상대적으로 하강시키고, 상기 스프로켓의 보스부가 될 제2분말을 상기 하부내형이 하강되어 형성된 공간에 투입하는 제2분말 투입단계와, 상기 상부외형과 상기 상부내형을 하강시켜 상기 제1분말과 상기 제2분말을 정해진 가압하여 소결시키는 가압성형 단계와, 상기 상부외형과 상기 상부내형을 상승시켜 성형된 스프로켓을 취출하는 탈형 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1분말 투입단계와 상기 제2분말 투입단계 사이에는, 상기 상부외형을 하강시켜 상기 하부외형의 상단에 충전된 제1분말을 가압하는 예비성형 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1분말은 철, 크롬, 몰리브덴 및 탄소를 성분으로 하고, 상기 제2분말은 철, 구리 및 탄소를 성분으로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1분말은 철, 크롬, 몰리브덴 및 탄소의 합금의 분말인 것을 특징으로 한다.

상기 제2분말은 철 분말, 구리 분말 및 탄소 분말의 혼합분말인 것을 특징으로 한다.

상기 제1분말과 상기 제2분말은 5.5:5.2의 비율로 상기 하부외형과 상기 하부내형의 충전되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1분말 투입단계에서는 상기 하부외형을 그대로 있고, 상기 베이스, 상기 코어 및 상기 하부내형이 상승하여 상기 하부외형이 상기 베이스보다 낮아져 상기 하부외형의 상부에 분말이 투입될 수 있는 공간이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2분말 투입단계에서는 상기 하부내형을 그대로 있고, 상기 베이스, 상기 코어 및 상기 하부외형이 상승하여 상기 하부내형이 상기 베이스보다 낮아져 상기 하부내형의 상부에 분말이 투입될 수 있는 공간이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓 및 그 제조방법에 따르면, 스프로켓을 제조하는 과정에서 분말을 금형에서 제1분말과 제2분말을 함께 소결하는 것만으로도 치형부의 경도와 강도가 원하는 상태가 되므로, 치형부의 경도와 강도를 위해 추가 열처리로 인한ㄷ 시간과 비용이 소요되는 열처리 공정이 불필요해진다.

또한, 보스부와 치형부를 구성하는 분말의 충진량을 서로 다르게 함으로써, 상기 보스부와 상기 치형부의 재질이 서로 다르더라도 스프로켓이 완성된 이후에는 보스부와 치형부 사이에 밀도구배가 발생하지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓을 도시한 부분 절개 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓의 제조방법을 도시한 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓의 제조방법의 일 실시예를 도시한 공정도.
도 4는 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓의 제조방법의 다른 실시예를 도시한 공정도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓에서 치형부와 보스부의 경계면의 조직을 촬영한 전자현미경 사진.
도 7은 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓에서 경계면의 경도를 도시한 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓에서 치형부와 보스부의 경계면에서 확산 상태를 촬영한 전자현미경 사진.
도 9는 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓에서 치형부와 보스부의 경계면에서 각 성분의 분포를 도시한 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓 및 그 제조방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓은, 스프로켓(10)에서 중심에서 샤프트에 연결되는 보스부(11)와 상기 보스부(11)의 외측에 형성되어 체인과 치합되는 치형부(12)는 서로 다른 재질의 분말로 성형된다.

상기 스프로켓(10)은 후술되는 제조방법에 의해 상기 보스부(11)와 상기 치형부(12)를 서로 다른 분말을 이용하여 제조함으로써, 상기 보스부(11)와 상기 치형부(12)에서 원하는 성능을 발휘할 수 있다.

상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)은 서로 충진비율을 다르게 충진되도록 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)은 5.5:5.2의 중량비로 충전되도록 한다. 이는 성형이 완료되었을 때, 상기 치형부(12)와 상기 보스부(11)의 밀도구배가 발생하지 않도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 제1분말(31)은 철(Fe), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 탄소(C)를 성분으로 하는 분말이고, 상기 제2분말(32)은 철(Fe), 구리(Cu) 및 탄소(C)를 성분으로 한다. 특히, 상기 제1분말(31)은 철(Fe), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 탄소(C)의 합금의 분말이고, 상기 제2분말(32)은 철(Fe) 분말, 구리(Cu) 분말 및 탄소(C) 분말의 혼합분말이다. 즉, 상기 제1분말(31)은 각 분말에 철(Fe), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 탄소(C)의 성분이 혼재된 상태이고, 상기 제2분말(32)은 철(Fe), 구리(Cu) 및 탄소(C)의 단일 성분의 분말이 혼합된 상태이다.

예컨대, 상기 제1분말(31)은 탄소(C) 0.4wt% 내지 0.6wt%, 몰리브덴(Mo) 0.4wt% 내지 0.6wt%, 크롬(Cr) 2.7wt% 내지 3.3wt% 및 나머지가 철(Fe)로 이루어질 있고, 제2분말(32)은 탄소(C) 0.7wt% 내지 10wt%, 구리(Cu) 2.5wt% 내지 3.5wt% 및 나머지가 철(Fe)로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓의 제조방법은 베이스(21)의 승강가능하게 설치되는 금형에 의해 제조된다.

상기 이종 재질 스프로켓(10)을 제조하기 위한 금형의 구조를 간단히 살펴보면, 베이스(21)와, 상기 베이스(21)에 승강가능하게 설치되는 코어(22)와, 상기 베이스(21)의 하부에서 상기 코어의 외측에 배치되어 상기 코어(22)의 외측에서 승강가능하게 배치되는 하부외형(23) 및 하부내형(24)과, 상기 하부외형(23)과 상기 하부내형(24)의 상방에 승강가능하게 배치되는 상부외형(25) 및 상부내형(26)을 포함한다.

상기 하부외형(23)과 상기 하부내형(24)이 순차적으로 상기 베이스(21)보다 낮아지도록 하여, 상기 하부외형(23)과 상기 하부내형(24)의 상부에 분말이 투입될 수 있는 공간을 순차적으로 형성한 후, 상기 하부외형(23)과 상기 하부외형(23)의 상부에 형성된 공간에 상기 스프로켓(10)의 보스부(11)와 치형부(12)의 재질이 되는 분말을 순차적으로 투입하고 상기 상부외형(25)과 상기 상부내형(26)으로 상기 분말을 가압하여 성형한다.

이를 위해, 본 발명은, 같은 높이로 배열된 상기 베이스(21), 상기 하부외형(23), 상기 하부내형(24) 및 상기 코어(22)로부터 상기 하부외형(23)을 상대적으로 하강시키고, 상기 스프로켓(10)에 치형부(12)가 될 제1분말(31)을 상기 하부외형(23)의 하강되어 형성된 공간에 투입하는 제1분말 투입단계(S110)와, 상기 하부내형(24)을 상대적으로 하강시키고, 상기 스프로켓(10)의 보스부(11)가 될 제2분말(32)을 상기 하부내형(24)이 하강되어 형성된 공간에 투입하는 제2분말 투입단계(S130)와, 상기 상부외형(25)과 상기 상부내형(26)을 하강시켜 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)을 정해진 가압하여 소결시키는 가압성형 단계(S140)와, 상기 상부외형(25)과 상기 상부내형(26)을 상승시켜 성형된 스프로켓(10)을 취출하는 탈형 단계(S150)를 포함한다.

제1분말 투입단계(S110)는 상기 하부외형(23)와 상기 하부내형(24) 중 어느 하나를 상대적으로 하강시키고, 상기 보스부(11)와 상기 치형부(12) 중 어느 하나가 될 분말을 투입하는 단계이다.

예컨대, 상기 제1분말 투입단계(S110)에서는 상기 하부외형(23)을 상대적으로 하강시키고, 상기 스프로켓(10)에 치형부(12)가 될 제1분말(31)을 상기 하부외형(23)의 하강되어 형성된 공간에 투입하도록 할 수도 있다.

상기 베이스(21), 상기 코어(22), 상기 하부외형(23) 및 상기 하부내형(24)이 같은 높이로 정렬되고, 상기 상부외형(25) 및 상기 상부내형(26)이 상기 하부외형(23) 및 상기 하부내형(24)의 상방에 위치한 상태에서 상기 하부외형(23)를 실질적으로 하강시키거나, 상기 베이스(21), 상기 코어(22) 및 상기 하부내형(24)를 상승시켜, 상기 하부외형(23)이 상기 베이스(21)에 대하여 상대적으로 낮아지도록 하면, 그 만큼 상기 하부외형(23)의 상부에 공간이 생긴다.

이와 같이, 상기 하부외형(23)이 상대적으로 하강하여 공간이 생기면, 제1분말(31)을 투입한다. 상기 제1분말(31)이 컵 등으로 덮은 상태에서 상기 베이스(21)상에서 상기 공간의 상방으로 이동시켜 채워지도록 함으로써 상기 제1분말(31)을 투입시킨다. 여기서, 상기 제1분말(31)은 상기 스프로켓(10)에서 치형부(12)가 될 분말이다.

한편, 여기서, 상기 하부외형(23)이 상대적으로 하강한다는 의미는 상기 하부외형(23)의 상방에 제1분말(31)이 투입되어 채워질 수 있는 공간을 확보한다는 의미로서, 실제로 상기 하부외형(23)이 하강할 수도 있지만, 바람직하게는 상기 하부외형(23)은 그자리에 있고, 상기 베이스(21)와, 상기 코어(22) 및 상기 하부내형(24)이 상승하여 상기 하부외형(23)이 낮아지도록 할 수도 있다. 이는 상기 하부외형(23)을 제외한 나머지 요소가 상승함으로써, 상기 제1분말(31)이 상기 공간에 채워질 수 있는 시간을 확보하여 균일한 계면을 갖도록 하기 위함이다.

제2분말 투입단계(S130)는 상기 하부내형(24)을 상대적으로 하강시킨 후, 상기 하부내형(24)의 상부에 형성된 공간에 나머지 분말, 즉 보스부(11)가 될 분말을 투입한다.

앞서 제1분말 투입단계(S110)에서는 하부외형(23)을 상대적으로 하강시켜, 치형부(12)가 될 제1분말(31)을 투입하였으므로, 상기 제2분말 투입단계(S130)에서는 상기 하부내형(24)을 상대적으로 하강시켜, 보스부(11)가 될 제2분말(32)을 투입시킨다.

상기 제2분말 투입단계(S130)에서는 실제 상기 하부내형(24)을 하강시키거나, 상기 베이스(21), 상기 코어(22)와 상기 하부외형(23)을 상승시켜 상기 제2분말(32)이 투입될 공간을 확보하도록 한다. 즉, 제1분말 투입단계(S110)에서 상기 하부내형(24)의 상단은 상기 베이스(21)와 같은 높이이므로, 상기 제2분말 투입단계(S130)에서는 제2분말(32)이 투입될 수 있도록 상기 하부내형(24)이 상기 베이스(21)보다 낮아야 한다.

상기 제1분말 투입단계(S110)와 상기 제2분말 투입단계(S130)는 서로 순서가 바뀌어 수행될 수도 있다. 즉, 앞서서는 스프로켓(10)의 치형부(12)가 될 제1분말(31)을 투입하게 위해 상기 하부외형(23)을 상대 하강시키고, 이후에 보스부(11)가 될 제2분말(32)을 투입하기 위해서 상기 하부내형(24)을 하강시킨다. 이외에도, 상기 보스부(11)가 될 제2분말(32)을 투입하기 위해서 상기 하부내형(24)을 먼저 상대 하강시켜 제2분말(32)을 채운 후에 상기 하부외형(23)을 하강시켜 제1분말(31)을 채우도록 할 수도 있다.

한편, 상기 제1분말 투입단계(S110)와 상기 제2분말 투입단계(S130)에서 투입되는 분말은 양은 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)이 투입될 공간의 부피보다 많은 양을 공급한 후, 남은 양을 수거하도록 함으로써, 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)의 혼입을 방지한다. 예컨대, 제1분말(31)을 정해진 높이로 과다 충진한 후, 제2분말(32)을 충진하고, 상부외형(25)과 하부외형(23)을 과다 충진된 높이의 일부만큼 상승시킨 후, 분말투입장치가 빠지면, 나머지 높이만큼 상승시킬 수 있다.

아울러, 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)은 서로 충진비율을 다르게 충진되도록 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)은 5.5:5.2의 중량비로 충전되도록 한다. 이는 성형이 완료되었을 때, 상기 치형부(12)와 상기 보스부(11)의 밀도구배가 발생하지 않도록 하기 위함이다.

예비성형 단계(S120)는 상기 제1분말 투입단계(S110)와 상기 제2분말 투입단계(S130)의 사이에 수행될 수 있다. 본 발명에서는 제1분말(31)과 제2분말(32)이 상기 모두 투입된 상태에서 한 번에 가압성형할 수도 있지만, 어느 하나의 분말이 먼저 투입이 완료된 상태에서 나머지 분말이 투입되기 전에 상기 상부외형(25) 또는 상기 상부내형(26)이 하강하여 먼저 투입된 분말을 가압한다.

예컨대, 상기 제1분말(31)이 먼저 투입되어 상기 하부외형(23)위에 올려진 상태라면, 상기 상부외형(25)이 하강하여 상기 제1분말(31)을 가압하여 예비성형 한다.

상기 예비성형 단계(S120)를 수행하는 이유는, 제1분말(31)과 제2분말(32)을 동일 압력으로 성형할 경우 각 재질별 밀도차이로 인해서 소결시 크랙이 발생되거나 수치 문제 발생될 수 있기 때문에, 예비성형된 예비성형체가 가이드 역할을 하고, 이후 분말을 투입할 경우 분말간 성형압에 따른 밀도 차이를 최소화 할 수 있기 때문이다.

가압성형 단계(S140)는 상기 제2분말 투입단계(S130)의 수행이 완료되어, 제1분말(31)과 제2분말(32)의 각각 상기 하부외형(23)과 상기 하부내형(24)의 상단에 올려진 상태에서, 상기 상부외형(25)과 상기 상부내형(26)을 하강시켜 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)을 가압하여 성형한다. 이때, 상기 상부외형(25)과 상기 상부내형(26)을 통한 가압량은 동일하다.

상기 상부외형(25)과 상기 상부내형(26)이 하강하여 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)을 가압하면, 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)은 소결되면서 각각 스프로켓(10)의 치형부(12)와 보스부(11)로 성형된다.

탈형 단계(S150)에서는 상기 상부외형(25)과 상기 상부내형(26)을 상승시켜, 성형된 스프로켓(10)을 취출시킨다.

상기의 과정을 반복하면서, 이종 재질 스프로켓을 제조한다.

한편, 본 발명에 따른 이종 재질 스프로켓 및 그 제조방법에 의해 제조된 스프로켓(10)의 특성을 살펴보면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 보스부(11)는 펄라이트(perlite)와 페라이트(ferrite)가 혼합된 조직이 되고, 치형부(12)는 마르텐사이트(martensite) 조직이 된다. 상기 마르텐사이트 조직은 경도와 강도가 높은 조직으로서, 상기 스프로켓(10)에서 치형부(12)가 상기 마르텐사이트 조직을 갖게 되므로, 상기 치형부(12)가 높은 경도와 강도를 발휘할 수 있다.

이는 도 6에서도 확인할 수 있다. 즉, 도 6에서는 상기 치형부(12)의 조직이 더 치밀한 것으로 도시되어 있는 바, 치형부(12)의 경도와 강도가 높음을 알 수 있다.

또한, 도 5와 도 6에서는 계면, 즉 상기 보스부(11)와 상기 치형부(12)의 계면에서 소결목이 형성되어 있는 바, 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)의 소결이 잘 되었음을 알 수 있다.

도 7에서와 같이, 계면구간의 경도를 측정하면, 상기 치형부(12)의 경도가 상기 보스부(11)보다 높고, 상기 치형부(12)에서 상기 보스부(11)로 천이되는 영역, 즉 계면에서 경도가 급감함을 알 수 있다.

또한, 소결에 의해 계면에서 확산에 의해 기공이 제거된다. 이종 분말이 접하는 부위는 기공이 발생할 우려가 높지만, 구리(Cu)가 소결되면서 확산구간 주변으로 Cu-rich 구간의 존재로 게면 구간에서 발생하는 기공이 제거된다(도 8 참조).

아울러, 도 9를 통해서도 계면을 중심으로 상기 제1분말(31)과 상기 제2분말(32)읠 구성하는 원소들이 확산되었음을 알 수 있다.

10 : 스프로켓
11 : 보스부
12 : 치형부
21 : 베이스
22 : 코어
23 : 하부외형
24 : 하부내형
25 : 상부외형
26 : 상부내형
31 : 제1분말
32 : 제2분말
S110 : 제1분말 투입 단계
S120 : 예비성형 단계
S130 : 제2분말 투입 단계
S140 : 가압성형 단계
S150 : 탈형 단계

Claims

샤프트에 고정되는 보스부와, 상기 보스부의 외측에 형성되고 체인과 치합되는 치형부를 포함하는 스프로켓에 있어서,
상기 보스부와 상기 치형부는 각각 서로 다른 분말을 일체로 소결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓.
제1항에 있어서,
상기 보스부는 철, 구리 및 탄소를 성분으로 하는 분말이 성형되고,
상기 치형부는 철, 크롬, 몰리브덴 및 탄소를 성분으로 하는 분말이 성형되는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓.
제2항에 있어서,
상기 보스부는 철 분말, 구리 분말 및 탄소 분말의 혼합분말인 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓.
제2항에 있어서,
상기 치형부는 철, 크롬, 몰리브덴 및 탄소의 합금의 분말로 성형되는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓.
제1항에 있어서,
상기 치형부는 상기 보스부 보다 더 많은 분말을 충전시켜 소결되는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓.
제1항에 있어서,
상기 보스부와 상기 치형부는 5.2:5.5의 중량비로 분말이 구비되어 소결성형되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓.
제1항에 있어서,
상기 보스부는 펄라이트와 페라이트가 혼합된 조직을 갖고,
상기 치형부는 마르텐사이트 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓.
베이스와, 상기 베이스에 승강가능하게 설치되는 코어와, 상기 베이스의 하부에서 상기 코어의 외측에 배치되어 상기 코어의 외측에서 승강가능하게 배치되는 하부외형 및 하부내형과, 상기 하부외형과 상기 하부내형의 상방에 승강가능하게 배치되는 상부외형 및 상부내형을 포함하는 금형의 내부에 분말을 투입하여 스프로켓을 제조하는 방법에 있어서,
같은 높이로 배열된 상기 베이스, 상기 하부외형, 상기 하부내형 및 상기 코어로부터 상기 하부외형을 상대적으로 하강시키고, 상기 스프로켓에 치형부가 될 제1분말을 상기 하부외형의 하강되어 형성된 공간에 투입하는 제1분말 투입단계와,
상기 하부내형을 상대적으로 하강시키고, 상기 스프로켓의 보스부가 될 제2분말을 상기 하부내형이 하강되어 형성된 공간에 투입하는 제2분말 투입단계와,
상기 상부외형과 상기 상부내형을 하강시켜 상기 제1분말과 상기 제2분말을 정해진 가압하여 소결시키는 가압성형 단계와,
상기 상부외형과 상기 상부내형을 상승시켜 성형된 스프로켓을 취출하는 탈형 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 제1분말 투입단계와 상기 제2분말 투입단계 사이에는, 상기 상부외형을 하강시켜 상기 하부외형의 상단에 충전된 제1분말을 가압하는 예비성형 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 제1분말은 철, 크롬, 몰리브덴 및 탄소를 성분으로 하고,
상기 제2분말은 철, 구리 및 탄소를 성분으로 하는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 제1분말은 철, 크롬, 몰리브덴 및 탄소의 합금의 분말인 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 제2분말은 철 분말, 구리 분말 및 탄소 분말의 혼합분말인 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 제1분말과 상기 제2분말은 5.5:5.2의 비율로 상기 하부외형과 상기 하부내형의 충전되는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 제1분말 투입단계에서는 상기 하부외형을 그대로 있고, 상기 베이스, 상기 코어 및 상기 하부내형이 상승하여 상기 하부외형이 상기 베이스보다 낮아져 상기 하부외형의 상부에 분말이 투입될 수 있는 공간이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 제2분말 투입단계에서는 상기 하부내형을 그대로 있고, 상기 베이스, 상기 코어 및 상기 하부외형이 상승하여 상기 하부내형이 상기 베이스보다 낮아져 상기 하부내형의 상부에 분말이 투입될 수 있는 공간이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 이종 재질 스프로켓의 제조방법.