KR20190116746A - 금속 모재의 표면 경화 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속모재를 준비하는 단계; 상기 금속모재의 표면을 가스연질화 처리하여, 상기 금속모재의 표면에 질소화합물층을 형성하는 단계; 및 상기 금속모재의 표면에 형성된 상기 질소화합물층에 레이저 열처리를 실시하여, 상기 질소화합물층의 상부에 경화층을 형성하는 단계를 포함하는 금속모재의 표면 경화처리방법 및 이에 의해 표면 경화처리된 금속 모재에 관한 것으로, 일정 경도 특성을 확보하기 위한 금속 모재의 표면 경화 처리 방법을 제공할 수 있다.

Description

금속 모재의 표면 경화 처리 방법{A SURFACE HEAT TREATMENT METHOD OF MOTHER METAL}

본 발명은 금속 모재의 표면 경화 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정 경도 특성을 확보할 수 있는 금속 모재의 표면 경화 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량 등에 탑재되어 사용되고 있는 클러치(clutch)는 엔진과 변속기의 입력축 사이에 설치되어 엔진에서부터 변속기로 전달되는 동력을 필요에 따라 단속하고, 또한 엔진을 시동하거나 변속기의 기어를 변속할 때 엔진과의 동력 전달 관계를 끊고, 발진할 때 엔진의 동력을 서서히 연결하는 기능을 하도록 되어 있다.

도 1은 일반적인 구조의 차량용 클러치 장치의 구성도이고, 도 2는 일반적인 구조의 클러치 릴리스 실린더의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 구조의 차량용 클러치 장치는, 운전자의 조작력을 받는 클러치 페달(11), 상기 클러치 페달(11)의 힘을 전달하기 위한 클러치 마스터 실린더(Clutch Master Cylinder: 12), 클러치 릴리스 실린더(Clutch Release Cylinder: CRC)(13), 동력을 단속하는 클러치(14) 및 릴리스 포크(Release Fork: 15), 클러치(14) 및 릴리스 포크(15)를 연결하는 연결부(16)로 구성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 일반적인 구조의 클러치 릴리스 실린더(13)는 클러치 릴리스 실린더 바디(13-1), 스프링(13-2), 클러치 릴리스 실린더 코운(Clutch Release Cylinder Cone)(13-3) 및 클러치 릴리스 실린더 푸시로드(Clutch Release Cylinder Pushrod)(13-4)로 구성될 수 있다.

먼저, 운전자가 변속기를 조작하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같은 클러치 페달(11)을 밟았을 경우, 클러치 마스터 실린더(12)는 일정 유압을 발생하여 오일을 유압호스를 통해 클러치 릴리스 실린더(13)로 공급하게 된다.

이후, 도 2에 도시된 바와 같이, 유압호스를 통해 클러치 마스터 실린더(12)로부터 공급된 오일 유압과 스프링(13-2)의 복원력에 따라 클러치 릴리스 실린더 코운(13-3)이 밀리게 된다.

다음으로 클러치 릴리스 실린더 코운(13-3)이 클러치 릴리스 실린더 푸시로드(13-4)를 밀게 되고, 이에 따라 클러치 릴리스 실린더 푸시로드(13-4)가 릴리스 포크(15)를 밀게 되며, 이에 대응하여 릴리스 베어링(Release Bearing: 16)이 이동되어 클러치(14)의 전달 동력을 차단시키게 된다.

상기 클러치 릴리스 실린더 코운(13-3)이 밀려갈 때, 클러치 릴리스 실린더 바디(13-1)의 내면과의 저항을 비롯한 이동간의 힘과 커버(cover)의 클러치 릴리스 실린더 푸시로드(13-4)가 클러치 페달에 작용하게 되는데, 이것이 페달을 밟을 때의 힘이 된다.

한편, 일반적인 구조의 차량용 클러치 장치, 특히, 상기 릴리스 포크(Release Fork: 15)의 경우, 일정 경도 특성을 가져야 하며, 일정 경도 특성을 갖기 위하여 다양한 방법에 의해 표면 경화처리를 하고 있다.

예를 들어, 일반적인 부품의 열처리 방법으로, 열처리 로에서 표면 경화처리를 진행하는 방법, 고주파를 통해 표면 경화처리를 진행하는 방법 등을 사용하고 있으나, 상술한 방법에 의해서는, 상기 릴리스 포크(Release Fork: 15)의 구조 상, 원하는 경도 특성을 확보하는 것이 어려운 문제점이 있다.

한편, 표면 경화처리기술에는 침탄, 가스질화, 가스연질화, 고주파 경화처리등이 있으며, 이러한 기술은 내마모성 향상을 시키는 기술로 널리 사용하고 있다.

하지만, 기존의 이러한 방법을 사용하여 단독으로는 얻을수 없는 특성을 얻거나 단독처리의 결점을 보완하기 위한 목적으로 복합열처리기술을 활용하기도 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 일정 경도 특성을 확보하기 위한 금속 모재의 표면 경화 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 금속 모재; 상기 금속모재의 표면에 형성된 질소화합물층; 및 상기 질소화합물층의 상부에 형성된 경화층을 포함하는 표면 경화처리된 금속모재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 질소화합물층은 가스연질화 처리에 의해 형성되고, 상기 경화층은 레이저 열처리에 의해 형성되는 것을 특징이로 하는 표면 경화처리된 금속모재를 제공한다.

또한, 본 발명은 금속모재를 준비하는 단계; 상기 금속모재의 표면을 가스연질화 처리하여, 상기 금속모재의 표면에 질소화합물층을 형성하는 단계; 및 상기 금속모재의 표면에 형성된 상기 질소화합물층에 레이저 열처리를 실시하여, 상기 질소화합물층의 상부에 경화층을 형성하는 단계를 포함하는 금속모재의 표면 경화처리방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 질소화합물층의 상부에 경화층을 형성하는 것은, 상기 질소화합물층의 상부에 레이저빔을 조사하여 열처리한 후, 셀프 ?칭에 의해서 냉각시킴으로써, 상기 질소화합물층의 상부에 경화층을 형성하는 것인 금속모재의 표면 경화처리방법을 제공한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 일정 경도 특성을 확보하기 위한 금속 모재의 표면 경화 처리 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 클러치용 포크의 볼 안착부와 같은 복잡한 구조의 제품에서의 경도 특성을 확보하는 것이 가능하다.

도 1은 일반적인 구조의 차량용 클러치 장치의 구성도이다.
도 2는 일반적인 구조의 클러치 릴리스 실린더의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 클러치용 포크를 도시하는 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 클러치용 포크의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 표면 경화처리 방법에 의해 표면 경화처리된 금속 모재를 도시하는 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 금속 모재의 표면 경화처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 클러치용 포크를 도시하는 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 클러치용 포크의 개략적인 평면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 클러치용 포크(100)는 본체부(110); 상기 본체부(110)의 일측에 위치하고, 릴리스실린더의 푸시로드에 연결되어 조작력이 가해지는 기단부(120); 및 상기 본체부(110)의 타측에 위치하고, 양쪽으로 분지되어 릴리스베어링의 양측부에 연결되는 포크부(130)로 이루어져 있으며, 양측 포크부(130)의 중간 부분을 연결하여 힌지축(미도시)이 삽입 설치될 수 있도록 힌지축설치부(131)가 형성된다.

이때, 상기 기단부(120)는 볼 안착부(140)를 포함하며, 상기 볼 안착부(140)는 양쪽으로 분지되는 제1지지부(141a) 및 제2지지부(141b)를 포함하는 지지부(141); 상기 제1지지부(141a)와 상기 제2지지부(141b)의 사이에 위치하는 이격공간(142); 및 상기 제1지지부(141a)의 일정 영역에 위치하는 제1곡면부(143a)과 상기 제2지지부(141b)의 일정 영역에 위치하는 제2곡면부(143b)로 이루어지는 곡면부(143)를 포함한다.

이때, 상기 제1곡면부(143a) 및 상기 제2곡면부(143b)에 볼(미도시)이 안착되며, 따라서, 상기 제1곡면부(143a) 및 상기 제2곡면부(143b)는 구형의 볼이 안착될 수 있도록 곡면을 유지한다.

한편, 일반적인 구조의 차량용 클러치 장치, 특히, 상기 릴리스 포크(Release Fork)의 경우, 일정 경도 특성을 가져야 하며, 일정 경도 특성을 갖기 위하여 다양한 방법에 의해 표면 경화처리를 하고 있다.

예를 들어, 일반적인 부품의 열처리 방법으로, 열처리 로에서 표면 경화처리를 진행하는 방법, 고주파를 통해 표면 경화처리를 진행하는 방법 등을 사용하고 있으나, 상술한 방법에 의해서는, 상기 릴리스 포크(Release Fork)의 구조 상, 원하는 경도 특성을 확보하는 것이 어려운 문제점이 있다.

즉, 상술한 도 3 및 도 4에서의 클러치용 포크(100)에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 본체부(110) 및 상기 포크부(130)의 경우, 구조가 단순하여, 상기 본체부(110) 및 상기 포크부(130)를 표면 경화처리 하는 것은 크게 어려운 점은 없다.

하지만, 상술한 도 3 및 도 4에서의 볼 안착부(140)의 경우, 양쪽으로 분지되는 제1지지부(141a) 및 제2지지부(141b)를 포함하는 지지부(141); 상기 제1지지부(141a)와 상기 제2지지부(141b)의 사이에 위치하는 이격공간(142); 및 상기 제1지지부(141a)의 일정 영역에 위치하는 제1곡면부(143a)과 상기 제2지지부(141b)의 일정 영역에 위치하는 제2곡면부(143b)로 이루어지는 곡면부(143)를 포함하고 있어, 이러한 복잡한 구조에서의 표면 경화처리는 매우 어려운 점이 있다.

따라서, 본 발명에서는, 이러한 복잡한 구조에서도 표면 경화처리가 가능하여, 일적 경도 특성을 확보할 수 있는 클러치용 포크의 표면 경화처리 방법을 제공하고자 한다.

한편, 상술한 바와 같은 클러치용 포크는 본 발명에 따른 표면 경화 처리 방법을 적용한 일예에 해당하며, 본 발명에서 표면 경화 처리 방법의 적용제품을 제한하는 것은 아니다.

이하에서는 본 발명에 따른 금속 모재의 표면 경화 처리 방법에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 표면 경화처리 방법에 의해 표면 경화처리된 금속 모재를 도시하는 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 금속 모재의 표면 경화처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 금속 모재의 표면 경화처리 방법은, 금속모재를 준비하는 단계를 포함한다(S110).

상기 금속 모재(110)는, 탄소강 강재, 합금강 강재, 탄소 공구강 강재, 고 탄소 크롬 베어링 강 강재 등일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 금속모재의 종류를 제한하는 것은 아니다.

하기에는 본 발명에 따른 금속 모재의 일예를 나타내고 있으며, 강재의 성분표는 하기 표 1과 같다.

(1) 기계 구조용 탄소강 강재 S50C

(2) 기계 구조용 합금강 강재 SCM440H

(3) 탄소 공구강 강재 SK3

(4) 고 탄소 크롬 베어링 강 강재 SUJ2

다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 금속 모재의 표면 경화처리 방법은, 상기 금속모재(110)의 표면을 가스연질화 처리하여, 상기 금속모재의 표면에 질소화합물층(120)을 형성하는 단계를 포함한다(S120).

일반적으로 질화처리에는, 질화처리와 연질화처리 방법이있으며 처리방법으로는 염욕, 가스. 플라즈마를 이용하는 방법이 있으나, 본 발명을 위한 처리한 방법은 가스 연질화처리를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 가스연질화 처리는, 모재의 내마모성, 피로강도 및 내식성 등을 향상시키기 때문에 각종기계용품과 금형의 표면경화처리에 널리 사용되고 있는 표면 경화처리 방법에 해당한다.

이때, 가스연질화 처리는 NH₃ 가스와 RX 가스의 혼합가스 분위기 중에서 처리할 수 있으며, 처리온도는 500 내지 600℃에서 5 내지 7시간 가열후 서냉하여 가스 연질화 처리를 실시할 수 있다.

다만, 본 발명에서 상기 가스연질화 처리의 방법을 제한하는 것은 아니며, 금속 모재의 종류에 따라, 적당한 처리를 진행할 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 금속 모재의 표면 경화처리 방법은, 상기 금속모재(110)의 표면에 형성된 상기 질소화합물층에 레이저 열처리를 실시하여, 상기 질소화합물층의 상부에 경화층(130)을 형성하는 단계를 포함한다(S130).

보다 구체적으로, 상기 질소화합물층의 상부에 경화층(130)을 형성하는 것은, 상기 금속 모재(110)의 표면에 형성된 상기 질소화합물층(120)의 상부에 레이저빔을 조사하여 열처리한 후, 셀프 ?칭에 의해서 냉각시킴으로써, 상기 질소화합물층(120)의 상부에 경화층(130)을 형성할 수 있다.

즉, 본 발명에서는, 가스연질화 처리 후, 레이저 열처리를 진행하는 복합경화처리단계를 통하여, 레이저 열처리에 의한 깊은 경화깊이와 가스연질화 처리에 의한 질소화합물층을 가지는 포함하는 금속 모재를 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 표면 경화처리된 금속모재(100)는, 금속 모재(110); 상기 금속모재의 표면에 형성된 질소화합물층(120); 및 상기 질소화합물층(120)의 상부에 형성된 경화층(130)을 포함한다.

이때, 본 발명에 따른 표면 경화처리된 금속모재(100)는, 가스연질화 처리 후, 그 표면 위에 레이저 열처리를 실시하여, 셀프 급냉에 의한 표면의 경도를 상승시키고, 제품의 변형을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 표면 경화처리된 금속모재(100)는, 가스연질화 처리만을 진행한 경우보다, 표면 경도가 증가되고, 내마모성을 향상되며, 변형을 최소화하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 표면 경화처리된 금속모재(100)는, 레이저 열처리시, 고에너지를 사용하기 때문에 단시간으로 가열하고, 또한, 셀프 냉각을 하므로 에너지절감이 가능하며, 냉매를 사용하지 않으므로 공해에 따른 부작용이 없다.

이때, 가스연질화 처리후 금속 모재 표면위에 복합열처리를 실시하기 위해 사용된 레이저열처리의 조건은 (1) 출력 1 KW의 다이오드 레이저 및 직경 8mm의 레이저 빔을 사용하였으며, (2) 빔 주사속도는 10mm/sec, 15mm/sec, 20mm/sec, 25mm/sec의 이송주사속도로 변경하여 레이저빔을 조사하였다.

다만, 본 발명에서 상기 레이저 열처리 조건을 제한하는 것은 아니며, 금속 모재의 종류에 따라, 적당한 처리를 진행할 수 있다.

이하에서는, 표면 경화처리에 따른 금속 모재의 경도특성에 대해 설명하기로 한다.

하기 표 2는 금속 모재가 SCM 440인 경우의 특성을 도시하는 표이고, 표 3는 금속 모재가 S45C인 경우의 특성을 도시하는 표이다. 상기 특성분석은 가스연질화 처리만을 진행한 경우와 가스연질화 처리 후 표면에 레이저 열처리를 진행한 복합처리된 금속 모재를 통해 경도값과 경화깊이를 측정하여 비교하였다.

상기 표 2 및 도 3을 참조하면, 가스연질화 후 레이저 열처리를 진행한 복합열처리의 경우의 표면경도는 주사속도에 따라 다소 차이가 있지만, S45C의 경우 최고경도는 HV722, 최대경화깊이는 0.7mm이며, SCM440의 경우 죄고경도는 HV755, 최대경화깊이는 1.0 mm부근까지 열처리 되어있음을 확인할 수 있다.

이에 반하여, 가스연질화 처리만을 한 경우, 표면에서 0.1mm 지점에서의 경도는 HV 290로서, 가스연질화후 레이저열처리를 실시한 복합열처리의 경도보다 현저하게 낮음을 확인할 수 있다.

따라서 복합열처리를 실시했을 때의 경도가 상대적으로 높은값을 가지고 있있음.

한편, 일반적으로 이용되고 있는 기술에서, 본 발명에 따른 레이저 열처리 방법과 가장 유사한 표면 경화처리방법은 고주파 열처리 방법이라고 할 수 있다.

상기 고주파 열처리는 코일을 이용하여 금속을 부분적으로 가열하여 표면을 경화시키는 기술로써, 금속의 부분 경화 열처리는 대부분 고주파 열처리가 이용되고 있다.

하지만, 상기 고주파 열처리에서는 코일이 필요하기 때문에 정밀 부품이나 복잡한 형상 부품 등에 적용할 수 없고, 따라서, 침탄 열처리 등 로를 이용하여 전체를 가열하는 방법이 이용되고 있으나, 이 역시 경화가 필요한 부분만 열처리하는 국부적인 가열이 어렵다.

하지만, 본 발명에 따른 레이저 열처리 방법은 경화가 필요한 부분만 열처리 할 수 있는 기술로, 기존의 열처리로서는 하지 못했던 국부 가열이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 레이저 열처리 방법은 고주파 열처리와 일반적인 열처리로를 이용한 열처리보다 에너지 소비가 적은 열처리에 해당하고, 특히, 가열 후 냉각에 물 또는 기름의 냉각재를 사용하지 않기 때문에 깨끗한 열처리에 해당한다.

이때, 본 발명에서는, 가스연질화 후 레이저 열처리를 실시한 복합열처리의 경우와 레이저 열처리만을 진행한 경우의 경도특성을 비교하기 위하여, 하기와 같이, S45C의 금속 모재에 레이저 열처리만(빔 주사속도는 10mm/sec)을 실시하였다.

하기 표 4는 S45C의 금속 모재에 레이저 열처리만을 실시한 경우의 경도특성을 도시하고 있다.

상술한 표 3과 상기 표 4를 비교하면, 가스연질화 후 레이저 열처리를 진행한 복합열처리의 경우는 경화깊이가 0.1mm에서 HV 720에 해당하나, 레이저 열처리만을 진행한 경우는 경화깊이가 0.1mm에서 HV 667에 해당함을 확인할 수 있다.

즉, 상술한 표 3과 표 4를 비교시, 가스연질화 후 레이저 열처리를 진행한 복합열처리의 경우가, 레이저 열처리만을 진행한 경우보다 경도 특성 향상에 더욱 효과적임을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제품의 경도 특성을 확보하기 위해서는 일반적으로 고주파 열처리 방법 또는 열처리로에서의 열처리 방법을 사용하고 있으나, 상기 고주파 열처리에서는 코일이 필요하기 때문에 정밀 부품이나 복잡한 형상 부품 등에 적용 할 수 없고, 따라서, 침탄 열처리 등 로를 이용하여 전체를 가열하는 방법이 이용되고 있으나, 이 역시 경화가 필요한 부분만 열처리하는 국부적인 가열이 어렵다.

하지만, 본 발명에 따른 레이저 열처리 방법은 경화가 필요한 부분만 열처리 할 수 있는 기술로, 기존의 열처리로서는 하지 못했던 국부 가열이 가능하다.

이때, 본 발명에 따른 모재의 표면 경화처리 방법은, 가스연질화 후 레이저 열처리를 진행한 복합열처리를 진행함으로써, 레이저 열처리만을 진행한 경우보다 경도 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 열처리 방법은, 본 발명에 따른 클러치용 포크의 볼 안착부와 같은 복잡한 구조의 제품에서의 경도 특성을 확보하는 것이 가능하다.

즉, 본 발명에서 상기 금속 모재가 클러치용 포크인 경우, 본 발명은 클러치용 포크를 준비하는 단계; 상기 클러치용 포크의 볼 안착부의 표면을 가스연질화 처리하여, 상기 클러치용 포크의 볼 안착부의 표면에 질소화합물층을 형성하는 단계; 및 상기 클러치용 포크의 볼 안착부의 표면에 형성된 상기 질소화합물층에 레이저 열처리를 실시하여, 상기 질소화합물층의 상부에 경화층을 형성하는 단계를 포함하는 클러치용 포크의 표면 경화처리 방법으로 정리될 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (4)

1. 금속 모재;
   상기 금속모재의 표면에 형성된 질소화합물층; 및
   상기 질소화합물층의 상부에 형성된 경화층을 포함하는 표면 경화처리된 금속모재.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 질소화합물층은 가스연질화 처리에 의해 형성되고, 상기 경화층은 레이저 열처리에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 경화처리된 금속모재.
3. 금속모재를 준비하는 단계;
   상기 금속모재의 표면을 가스연질화 처리하여, 상기 금속모재의 표면에 질소화합물층을 형성하는 단계; 및
   상기 금속모재의 표면에 형성된 상기 질소화합물층에 레이저 열처리를 실시하여, 상기 질소화합물층의 상부에 경화층을 형성하는 단계를 포함하는 금속모재의 표면 경화처리방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 질소화합물층의 상부에 경화층을 형성하는 것은,
   상기 질소화합물층의 상부에 레이저빔을 조사하여 열처리한 후, 셀프 ?칭에 의해서 냉각시킴으로써, 상기 질소화합물층의 상부에 경화층을 형성하는 것인 금속모재의 표면 경화처리방법.

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