KR20170123176A - Method for producing insert bearing cap - Google Patents

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안태진
박종관
김재홍
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Abstract

The present invention provides a method of manufacturing an insert bearing cap, comprising: a step of preparing metal powder including 0.5-0.8 wt% of carbon (C), 1.5-2.5 wt% of copper (Cu), and the remaining consisting of iron (Fe); a step of filling and pressing the metal powder into a mold to manufacture a formed body having uneven portions and formed on a side surface unit; a step of sintering the formed body at 1100-1250C to manufacture a sintered body; and a step of processing four holes in the sintered body.

Description

인서트 베어링 캡의 제조방법 {METHOD FOR PRODUCING INSERT BEARING CAP}[0001] METHOD FOR PRODUCING INSERT BEARING CAP [0002]

본 발명은 소결 인서트 베어링 캡의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a sintered insert bearing cap.

인서트 베어링은 베어링과 축 사이의 간극에 위치하여, 베어링과 축 사이의 간극을 정확하게 할 수 있는 것으로, 주로 커넥팅 로드 베어링 및 메인 베어링에 사용되는 것이다. The insert bearing is located in the gap between the bearing and the shaft, and can be used to correct the clearance between the bearing and the shaft. It is mainly used for connecting rod bearings and main bearings.

이러한 인서트 베어링의 지지를 위해서는 도 1과 같은 형태로 인서트 베어링 캡이 사용되며(화살표로 표시된 부분), 상기 베어링 캡은 주로 도 2와 같은 형태를 가진다. 특히 가솔린 엔진의 크랭크샤프트를 클램핑하는 역할로 주로 사용된다.In order to support such an insert bearing, an insert bearing cap is used as shown in FIG. 1 (a portion indicated by an arrow), and the bearing cap has a shape mainly as shown in FIG. It is mainly used for clamping the crankshaft of a gasoline engine.

인서트 베어링 캡을 제조하는 종래의 공정은 통상적으로, 제품의 기본 형상을 제작하고, 주물사를 이용하여 주조틀을 제작한 후, 상기 주조틀에 용탕을 주입하고 냉각 및 취출하며, BURR 제거, 홀 가공, 면 가공 등의 기능부위를 가공하여 완성된다.Conventional processes for manufacturing an insert bearing cap typically include forming a basic shape of a product, fabricating a casting mold using the casting mold, injecting the casting mold into the casting mold, cooling and extracting the casting mold, , Surface processing, and the like.

그러나 상기와 같이 주조 공정을 통해서 인서트 베어링 캡을 제조할 경우 일정한 치수를 얻기가 어렵다는 단점이 존재하여 왔고, 특히 홀이나 조립면에 있어서는 가공으로 형성하기 때문에 비용상승의 원인이 되는 면이 있었다.However, there is a disadvantage that it is difficult to obtain a certain size when the insert bearing cap is manufactured through the casting process as described above. Particularly, in the case of the hole or the assembly surface, the insert bearing cap is formed by machining.

한편, 철계 소결합금은 제조비용이 저렴하고, 또한 강도나 내마모성 등의 기계적 특성이 우수하기 때문에, 여러 가지의 기술분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 예를들면, 자동차나 모터사이클 등의 철계 소결합금제 기계부품으로서, 복잡한 형상부분이 있어도 기계가공을 상당히 생략할 수 있기 때문에, 밸브 구동계, 베어링 등 다방면에 걸쳐서 응용되고 있다. On the other hand, iron-based sintered alloys are widely used in various technical fields because of their low manufacturing cost and excellent mechanical properties such as strength and abrasion resistance. For example, even in the case of an iron-based sintered alloy mechanical part such as an automobile or a motorcycle, machining can be omitted to a great extent even if there is a complicated shape part, so that it is applied to various fields such as a valve driving system and a bearing.

이에 본 발명은 인서트 베어링 캡의 제조에 있어 소결방식을 사용하여 인서트 베어링 캡을 제조하고자 한다.Accordingly, the present invention intends to manufacture an insert bearing cap by using a sintering method in manufacturing an insert bearing cap.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 제 1 구현예는, According to a first preferred embodiment of the present invention for solving the above problems,

탄소(C) 0.5 내지 0.8 중량%, 동(Cu) 1.5 내지 2.5 중량, 및 잔부의 철을 포함하는 금속 분말을 준비하는 단계(S1);(S1) preparing a metal powder containing 0.5 to 0.8% by weight of carbon (C), 1.5 to 2.5% by weight of copper (Cu), and the balance iron;

상기 금속 분말을 금형에 충진하고 가압하여 측면부에 요철을 가지는 성형체를 제조하는 단계(S2);(S2) filling the metal powder with a metal mold and pressurizing the metal powder to produce a molded body having concave and convex portions on the side surface thereof;

상기 형상체를 1100 내지 1250℃에서 소결하여 소결체를 제조하는 단계(S3); 및(S3) of sintering the shaped body at 1100 to 1250 占 폚 to produce a sintered body; And

상기 소결체에 4개의 홀을 가공하는 단계(S4)를 포함하는 인서트 베어링 캡의 제조방법이다.And machining four holes in the sintered body (S4).

상기 제 1구현예에 따른 상기 S2 단계에서 가압은 4 내지 10 Ton/cm2으로 수행되는 것일 수 있다.In step S2 according to the first embodiment, the pressurization may be performed at 4 to 10 Ton / cm < 2 >.

상기 제 1 구현예에 따른 상기 S2 단계의 성형체는 부분 밀도차는 0.2 미만일 수 있다.The difference in partial density of the molded article in the step S2 according to the first embodiment may be less than 0.2.

상기 제 1 구현예에 따른 상기 S4 단계 이후에 표면을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include processing the surface after step S4 according to the first embodiment.

또한, 본 발명의 바람직한 제 2 구현예는 상기 제 1 구현예의 제조방법으로 형성된 인서트 베어링 캡이다.Further, a second preferred embodiment of the present invention is an insert bearing cap formed by the manufacturing method of the first embodiment.

본 발명의 방법에 따라 제조된 인서트 베어링 캡은 종래 주조법에 의해 제조된 인서트 베어링 캡에 비해서 중량이 감소하여, 자동차의 경량화 등에 기여할 수 있다.The insert bearing cap manufactured according to the method of the present invention has a weight less than that of the insert bearing cap manufactured by the conventional casting method and can contribute to the weight reduction of the automobile.

특히, 소결 방법을 사용하여 인서트 베어링 캡을 제조하면 제품의 이탈을 방지하기 위해서 구비되는 측면부의 요철형상이 금형에서 이루어져, 일정한 치수를 얻을 수 있는 장점이 있다.Particularly, when the insert bearing cap is manufactured by using the sintering method, the shape of the concave and convex portions of the side portion provided for preventing the product from escaping from the mold is advantageous in that a constant dimension can be obtained.

도 1은 인서트 베어링이 사용되는 형태를 나타낸 도면이다.
도 2는 베어링캡의 형태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 베어링캡의 형상을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a form in which an insert bearing is used.
2 is a view showing the shape of the bearing cap.
3 is a view showing the shape of the bearing cap of the present invention.

본 발명의 일 양태에 따르면, 탄소(C) 0.5 내지 0.8 중량%, 동(Cu) 1.5 내지 2.5 중량%, 및 잔부의 철을 포함하는 금속 분말을 준비하는 단계(S1);According to an aspect of the present invention, there is provided a method for producing a metal powder, comprising: (S1) preparing a metal powder containing 0.5 to 0.8% by weight of carbon (C), 1.5 to 2.5% by weight of copper (Cu)

상기 금속 분말을 금형에 충진하고 가압하여 측면부에 요철을 가지는 성형체를 제조하는 단계(S2);(S2) filling the metal powder with a metal mold and pressurizing the metal powder to produce a molded body having concave and convex portions on the side surface thereof;

상기 형상체를 1100 내지 1250℃에서 소결하여 소결체를 제조하는 단계(S3); 및(S3) of sintering the shaped body at 1100 to 1250 占 폚 to produce a sintered body; And

상기 소결체에 4개의 홀을 가공하는 단계(S4)를 포함하는 인서트 베어링 캡의 제조방법을 제공할 수 있다.And a step (S4) of machining four holes in the sintered body.

이하 본 발명을 단계별로 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

[S1단계][Step S1]

본 발명에서 S1 단계는 베어링캡의 재료가 되는 금속 분말을 준비하는 단계이다.Step S1 of the present invention is a step of preparing a metal powder to be a material of the bearing cap.

본 발명은 금속분말로 철계 합금분말을 사용함으로서 종래 제품과 동등 이상의 강도를 가질 수 있다.By using the iron-based alloy powder as the metal powder, the present invention can have a strength equal to or higher than that of the conventional product.

상기 탄소는 0.5 중량% 미만 사용되면 심부경도를 저하시킬 수 있고, 0.8 중량%를 초과하여 사용되면 취성에 의한 피로강도가 저하되는 문제가 있다.If the carbon content is less than 0.5% by weight, the core hardness can be lowered. If the carbon content exceeds 0.8% by weight, the fatigue strength due to brittleness is lowered.

또한, 동은 1.5 중량% 미만 사용되면 소재의 기계적 물성을 저하시킬 수 있고, 2.5 중량%를 초과하면 경제적인 측면에서 소재비가 상승되고, 성형성이 저하되며, 밀도를 저하시키고 치수산포를 과다하게 생성할 수 있다.If copper is used in an amount of less than 1.5% by weight, the mechanical properties of the material may be deteriorated. If the amount of copper exceeds 2.5% by weight, the material ratio may be increased from the viewpoint of economy and the formability may be deteriorated. Can be generated.

즉 본 발명은 철을 기본 베이스로 하여 탄소와 동을 상기 범위 내에서 혼합함으로서, 인서트 베어링 캡에 사용되기에 우수한 물성을 만족시킬 수 있는 것이다.That is, according to the present invention, it is possible to satisfy excellent physical properties to be used for an insert bearing cap by mixing iron and copper with the carbon and copper within the above range.

[S2단계][Step S2]

본 발명에서 S2 단계는 S1 단계에서 준비된 금속 분말을 금형에 충진하고 가압하여 성형체를 제조하는 단계이다.In the step S2 of the present invention, the metal powder prepared in the step S1 is filled in a metal mold and pressurized to manufacture a formed body.

상기 금형은 도 3과 같은 형태를 가지도록 설계된 것이 사용될 수 있으며, 상하 펀치, 다이로 구성된 것을 사용한다. 특히 측면부에 요철(C)을 가지도록 성형하여야 베어링 캡이 베드블록에서 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 상기 요철은 산과 골이 반복된 형태로 가공되며, 인서트 베어링 캡의 일측면에 4개 내지 8개 정도 형성되는 것이 바람직하며, 상기 개 수에는 제한이 없다.The mold may be designed so as to have a shape as shown in FIG. 3, and the upper and lower punches and dies are used. In particular, it is possible to effectively prevent the bearing cap from being separated from the bed block by forming the recessed portion C on the side surface portion. The concavities and convexities are processed into a repeated shape of mountains and valleys, and it is preferable that about four to eight concave and convex portions are formed on one side of the insert bearing cap, and the number is not limited.

상기 금형을 프레스에 장착하고, 분말을 금형 안의 캐비티에 충진한 후 4 내지 10 Ton/cm2으로 가압해주는 것으로, 금형의 방향은 눕혀진 방향으로 이루어지는 것이고, 이로서 밀도편차를 적게할 수 있다. The mold is mounted on a press, the powder is filled in a cavity in the mold, and the mixture is pressurized at 4 to 10 Ton / cm 2. The direction of the mold is in the direction in which the mold is laid down, whereby the density variation can be reduced.

단부위에 대해서는 R형상을 이용하여 밀도 밸런스를 조정하여 제품의 크랙이 없도록 조정할 수 있다.For the end part, it is possible to adjust the density balance by using the R shape so that there is no crack in the product.

상기 가압의 암력은 4Ton/㎠ 미만일 경우 원하는 밀도를 달성할 수 없고, 10Ton/㎠을 초과할 경우 과다 응력으로 금형이 파손될 수 있다.If the pressing force is less than 4 Ton / cm < 2 >, the desired density can not be attained. If the pressing force exceeds 10 Ton / cm < 2 >, the mold may be damaged due to excessive stress.

상기 성형체는 부분 밀도차가 0.15 미만인 것을 사용한다. 상기 부분 밀도차가 0.15를 초과할 경우 소결 및 열처리후 변형이 심하여 폭 치수 편차가 Spec(공차 0.1이상)을 초과하여 상용화될 수 없다.The molded article has a partial density difference of less than 0.15. If the difference in partial density exceeds 0.15, deformation after sintering and heat treatment is severe and the width dimensional deviation can not be commercialized exceeding Spec (tolerance of 0.1 or more).

[S3단계] [Step S3]

본 발명의 S3단계는 형상체를 소결하여 물성을 부여하는 공정이다. Step S3 of the present invention is a step of sintering a shaped body to impart physical properties.

상기 소결 온도는 1100℃ 내지 1250℃인 것이 바람직하고, 1100℃ 미만일 경우 분말간 물질확산 및 Necking이 원활하지 않아 기계적 성질이 부족하고, 1250℃를 초과할 경우 양산성이 저하되는 문제가 있다.The sintering temperature is preferably in the range of 1100 ° C to 1250 ° C, and when the temperature is lower than 1100 ° C, there is a problem that the diffusion and necking of the powder is not smooth and the mechanical properties are insufficient.

[S4단계][Step S4]

본 발명에서 S4단계는 홀을 가공하는 단계이다. 도 3에서 H로 표시된 부분에 형성되는 것이며, 홀의 형성은 상기 위치 외에도 이루어질 수 있으며, 사용하고자하는 위치에 따라서 적절히 변경될 수 있다.Step S4 in the present invention is a step of machining a hole. The hole is formed in a portion indicated by H in FIG. 3, and the hole may be formed outside the above-described position, and may be appropriately changed depending on the position to be used.

상기 홀을 형성한 후, 외면에 쇼트 작업 등을 실시하여 이물질을 제거하고, 기공을 메꾸는 공정을 더 수행할 수 있다.After the hole is formed, a step of performing a shot operation or the like on the outer surface to remove foreign substances and to etch the pores may be further performed.

본 발명은 상기 공정을 수행하여 제조된 인서트 베어링 캡을 제공할 수 있다.The present invention can provide an insert bearing cap manufactured by performing the above process.

실시예Example

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are for the purpose of illustrating the present invention more specifically, and the present invention is not limited thereto.

실시예 Example

금속분말로 철계 합금분말을 사용하였다. 상기 금속 분말의 조성은 탄소 0.7 중량%, 동 2 중량% 및 철 97.3 중량%가 혼합된 것을 사용하였다.An iron-based alloy powder was used as the metal powder. The metal powder used was a mixture of carbon 0.7 wt%, copper 2 wt%, and iron 97.3 wt%.

상기 금속 분말을 상하 펀치, 다이로 구성된 금형에 넣고 장착된 프레스로 7Ton/㎠ 으로 가압하여 주었다. The metal powder was placed in a mold composed of upper and lower punches and dies, and pressed at a pressure of 7 Ton / cm < 2 >

상기 가압하여 완성된 형상체를 소결로에서 1180℃ 에서 2~3 시간동안 소결하였다.The press-molded body was sintered at 1180 ° C for 2 to 3 hours in a sintering furnace.

소결체에 4개의 홀을 생성한 후, 외면에 쇼트 작업 등을 실시하여 이물질을 제거하고, 기공을 메꾸는 공정을 수행하여 인서트 베어링 캡을 완성하였다.After forming four holes in the sintered body, a shot operation or the like was performed on the outer surface to remove foreign substances, and the pore filling step was performed to complete the insert bearing cap.

상기 인서트 베어링 캡을 종래 주조제조공정을 통해서 제조된 제품(제조사 : 인지AMT , 제품명 : INSERT BEARING CAP)과 비교하여 무게를 측정한 결과, 본 발명의 인서트 베어링 캡은 470g이었고, 종래 제품의 경우 496g으로 나타나, 본 발명의 방법에 의해 제조된 인서트 베어링 캡이 보다 가볍다는 것을 확인하였다. As a result of measuring the weight of the insert bearing cap by comparing with the product (manufactured by AMT, product name: INSERT BEARING CAP) manufactured through a conventional casting process, the insert bearing cap of the present invention was 470 g, , And it was confirmed that the insert bearing cap manufactured by the method of the present invention was lighter.

또한 경도에 대해서 자동차가 요구하는 수준이 HRB65~90이었을 때, 록크웰경도기를 이용하여 실제품의 경도를 확인한 결과 HRB70~74를 유지하여 기준에 만족하는 수준인 것이 확인되었다.Also, when the required level of hardness was HRB65 ~ 90 for the automobile, the hardness of the actual product was checked using the Rockwell hardness tester. As a result, it was confirmed that the HRB 70 ~ 74 was maintained and satisfied with the standard.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (5)

탄소(C) 0.5 내지 0.8 중량%, 동(Cu) 1.5 내지 2.5 중량%, 및 잔부의 철을 포함하는 금속 분말을 준비하는 단계(S1);
상기 금속 분말을 금형에 충진하고 가압하여 측면부에 요철을 가지는 성형체를 제조하는 단계(S2);
상기 형상체를 1100 내지 1250℃에서 소결하여 소결체를 제조하는 단계(S3); 및
상기 소결체에 4개의 홀을 가공하는 단계(S4)를 포함하는 인서트 베어링 캡의 제조방법.
(S1) preparing a metal powder containing 0.5 to 0.8% by weight of carbon (C), 1.5 to 2.5% by weight of copper (Cu), and the balance iron;
(S2) filling the metal powder with a metal mold and pressurizing the metal powder to produce a molded body having concave and convex portions on the side surface thereof;
(S3) of sintering the shaped body at 1100 to 1250 占 폚 to produce a sintered body; And
And machining four holes in the sintered body (S4).
제1항에 있어서, 상기 S2 단계에서 가압은 4 내지 10 Ton/cm2으로 수행되는 것을 특징으로 하는 인서트 베어링 캡의 제조방법.
2. The method of claim 1, wherein the pressing in step S2 is performed at 4 to 10 Ton / cm < 2 >.
제 1 항에 있어서, 상기 S2 단계의 성형체는 부분 밀도차는 0.15 미만인 것을 특징으로 하는 인서트 베어링 캡의 제조방법.
The method of manufacturing an insert bearing cap according to claim 1, wherein the molded body of step S2 has a partial density difference of less than 0.15.
제 1 항에 있어서, 상기 S4 단계 이후에 표면을 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 베어링 캡의 제조방법.
The method of manufacturing an insert bearing cap according to claim 1, further comprising the step of machining the surface after step S4.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 인서트 베어링 캡의 제조방법으로 형성된 인서트 베어링 캡.
An insert bearing cap formed by the method of manufacturing the insert bearing cap of any one of claims 1 to 4.
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