KR20210125159A - Heat treatment method for improving the torsional strength of tubular shafts of automobile constant speed joints - Google Patents

Heat treatment method for improving the torsional strength of tubular shafts of automobile constant speed joints Download PDF

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KR20210125159A
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Abstract

The present invention relates to a heat treatment method for improving the torsional strength of a tubular shaft of a vehicle constant velocity joint, which can prevent an accident. The heat treatment method of the present invention comprises: a temperature elevating step (S100); a cementation heat treating step (S200); a slow cooling preparation step (S300); a salt bath treatment step (S400); and a washing completion step (S500) of washing and removing foreign substances on a surface.

Description

자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법{Heat treatment method for improving the torsional strength of tubular shafts of automobile constant speed joints}Heat treatment method for improving the torsional strength of tubular shafts of automobile constant speed joints of automobile constant speed joints

본 발명은 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트의 비틀림 강도개선 열처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 열처리방법을 개선하여 튜블러 샤프트의 비틀림 강도를 개선하고, 이를 통한 사용수명증대와 자동차의 안전사고 방지가 가능한 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법에 관한 것이다. The present invention relates to a heat treatment method for improving the torsional strength of a tubular shaft of an automobile constant velocity joint, and more particularly, to improve the torsional strength of the tubular shaft by improving the existing heat treatment method, thereby increasing service life and safety accidents of automobiles It relates to a heat treatment method for improving the torsional strength of a tubular shaft of a constant velocity joint of an automobile that can be prevented.

차량의 등속조인트의 구성요소인 드라이브 샤프트(Drive Shaft)는 변속기의 회전 구동력을 구동휠로 전달하는 것으로, FF방식(Front Engine Front drive system) 차량의 경우에는 변속기어의 디퍼런셜 기어와 구동바퀴의 휠허브 사이에 각기 두개의 등속조인트(constant velocity joint;C.V.Joint)를 매개로 연결되는 구조를 갖는다.The drive shaft, which is a component of the constant velocity joint of the vehicle, transmits the rotational driving force of the transmission to the drive wheels. It has a structure in which two constant velocity joints (CVJoints) are connected between the hubs.

등속조인트는 회전각속도의 변화 없이 동력전달이 균등하게 이루어지도록 하는 구성요소로서, 절각(각도조절)기능과 플런징(길이방향 수축 및 팽창)기능의 정도에 따라서 이른바 플런징타입 등속조인트와 고정식 등속조인트(fixed joint)로 나뉘어진다.The constant velocity joint is a component that allows the power transmission to be made evenly without change in the rotational angular velocity. The so-called plunging type constant velocity joint and the fixed constant velocity joint are based on the degree of cleavage (angle adjustment) and plunging (lengthwise contraction and expansion) functions. divided into fixed joints.

플런징 조인트는 슬라이드식 볼 조인트라고도 하며, 큰폭으로 이루어지는 차량의 상하, 좌우의 움직임을 흡수하기 위한 것이다.The plunging joint is also called a slide-type ball joint, and is intended to absorb the vertical, horizontal, and vertical movements of the vehicle.

일반적으로 드라이브 샤프트를 중심으로 엔진측(인보드측)은 트라이포드식 등속 조인트나 플런징 조인트가 사용되고, 드라이브 샤프트를 중심으로 구동휠측(아웃보드측)은 고정식 조인트가 사용된다고 볼 수 있다.In general, it can be seen that a tripod type constant velocity joint or a plunging joint is used for the engine side (inboard side) around the drive shaft, and a fixed joint is used for the drive wheel side (outboard side) around the drive shaft.

여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 플런징타입 등속조인트의 샤프트유닛은 그 일례로서 엔진측의 회전동력을 전달받아서 회전되는 중공형태의 외부샤프트(이하, 튜블러 샤프트)와, 튜블러 샤프트 내에 삽입되는 내부샤프트와 튜블러샤프트의 회전동력을 내부샤프트에 전달하기 위한 다수개의 트랙션볼과, 트랙션볼을 지지하기 위한 케이지를 포함하여 이루어진다.Here, as shown in FIG. 1, the shaft unit of the plunging type constant velocity joint includes, as an example, a hollow external shaft (hereinafter, tubular shaft) which is rotated by receiving rotational power from the engine side, and within the tubular shaft. It consists of a plurality of traction balls for transmitting the rotational power of the inserted inner shaft and the tubular shaft to the inner shaft, and a cage for supporting the traction balls.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 튜블러 샤프트의 내주면에는 다수개의 내주그루브(inner groove)가 등간격으로 배치되어 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부샤프트의 외주면에는 다수개의 외주그루브(outer groove)가 형성되어 있으며, 트랙션볼은 내주그루브와 외주그루브의 조합으로 형성되는 공간에 개재된다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, a plurality of inner grooves are arranged at equal intervals on the inner circumferential surface of the tubular shaft, and as shown in FIG. 1, a plurality of outer circumferential grooves ( outer groove) is formed, and the traction ball is interposed in the space formed by the combination of the inner and outer grooves.

케이지는 트랙션볼이 관통하는 다수개의 홀이 형성된 통형 구조로서 외부샤프트와 내부샤프트의 사이에서 트랙션볼을 구속함으로써 트랙션볼의 가동 위치가 일정범위내로 제한되도록 하게 된다.The cage is a tubular structure in which a plurality of holes through which the traction ball passes, and by restraining the traction ball between the outer shaft and the inner shaft, the movable position of the traction ball is limited within a certain range.

이와 같은 플런징타입 등속조인트의 샤프트유닛에 의하면 트랙션볼에 의해 튜블러 샤프트와 내부샤프트가 회전방향으로 연계되는 구조상, 엔진의 동력에 의한 튜블러 샤프트의 회전작동이 트랙션볼을 매개체로 하여 내부샤프트로 전달되어 내부샤프트가 회전되는 이른바 롤링작동이 이루어지게 된다.According to the shaft unit of the plunging type constant velocity joint, the tubular shaft and the inner shaft are connected in the rotational direction by the traction ball. The so-called rolling operation in which the inner shaft is rotated is performed.

그리고, 차량의 주행시 발생하는 변위에 대하여 내부샤프트가 튜블러 샤프트 내를 슬라이딩 이동하게 됨으로써 이를 흡수하게 되는 이른바 플런징 작동이 이루어지게 되며, 이러한 플런징 작동시에는 트랙션볼에 의해 튜블러 샤프트와 내부샤프트의 축방향 마찰이 감소된다.In addition, a so-called plunging operation is made to absorb the displacement by sliding the inner shaft within the tubular shaft with respect to the displacement occurring during vehicle driving. The axial friction of the shaft is reduced.

한편, 전술한 바와 같이 튜블러 샤프트와 내부샤프트의 롤링작동을 위하여 튜블러 샤프트의 내주면에 다수개의 내주그루브를 형성해야 함과 더불어 내부샤프트의 외주면에 이와 대응되는 외주그루브를 형성해야 한다. 또한, 트랙션볼에 의해 연계되는 튜블러 샤프트와 내부샤프트의 작동안정성을 위하여 내주그루브 및 외주그루브의 규격이 트랙션볼과 정밀하게 대응되어야 한다.Meanwhile, as described above, for the rolling operation of the tubular shaft and the inner shaft, a plurality of inner circumferential grooves must be formed on the inner circumferential surface of the tubular shaft, and corresponding outer circumferential grooves must be formed on the outer circumferential surface of the inner shaft. In addition, for the operational stability of the tubular shaft and the inner shaft connected by the traction ball, the specifications of the inner and outer grooves must precisely correspond to the traction ball.

나아가, 튜블러 샤프트는 조향장치 및 현가장치에 의한 바퀴와 종감속 장치의 길이 변화로 인하여 항상 비틀림력을 받으면서 종감속장치의 토오크를 바퀴로 전달하게 된다. Furthermore, the tubular shaft transmits the torque of the final reduction device to the wheels while always receiving a torsional force due to the length change of the wheels and the final reduction device by the steering device and the suspension device.

따라서, 튜블러 샤프트에 피로가 쌓이게 되고 이로 인하여 강도와 진동에 영향을 미치게 되므로 결국은 차량의 안전성 및 조향 성능에 좋지 않은 결과를 낳게 되기 때문에 정밀한 가공을 위한 가공성이 우수하면서도 비틀림력에 의한 피로도에 대한 강도를 얻을 수 있도록 열처리가 시행되고 있다. Therefore, fatigue builds up on the tubular shaft, which affects the strength and vibration, and eventually results in poor vehicle safety and steering performance. Heat treatment is carried out to obtain the strength for

이와 같은 튜블러 샤프트의 비틀림력에 대한 피로도에 대하여 강도를 얻기 위해서 행하여지는 열처리는 통상 침탄열처리와 오스템퍼링을 통해 비틀림 강도를 얻도록 열처리되며, 열처리는 도 3에 도시된 바와 같이, 열처리로내에서 예열 및 승온을 2시간가량 진행하여 940℃까지 승온이 되면 940℃에서 8시간동안 침탄, 940℃에서 6시간동안 확산을 통해 약 14시간 가량 침탄열처리를 진행한다. 이후, 90분간 서서히 감온하면서 800~860℃로 온도를 유지하다가 다시 240℃ 염욕에 냉각한다. 염욕냉각을 240℃에서 150분간 냉각후, 1시간가량 대기중에서 식히고, 물로 세척하여 완료한다. 여기서, 열처리는 예열부터 염욕냉각까지는 연속적으로 진행되고, 이후 세척공정은 별도 진행되도록 한다.The heat treatment performed to obtain strength against the torsional force of the tubular shaft is usually heat treated to obtain torsional strength through carburizing heat treatment and austempering. Carburizing at 940°C for 8 hours and diffusion at 940°C for 6 hours, when the temperature is raised to 940°C after 2 hours of preheating and heating, carburizing heat treatment for about 14 hours. Thereafter, while the temperature is gradually reduced for 90 minutes, the temperature is maintained at 800-860°C, and then cooled again in a 240°C salt bath. After cooling the salt bath at 240° C. for 150 minutes, it is cooled in the air for about 1 hour, and washed with water to complete. Here, the heat treatment proceeds continuously from preheating to salt bath cooling, and then the washing process is performed separately.

상기와 같은 종래의 침탄열처리 방법을 통해 튜블러 샤프트의 열처리를 완료하면 튜블러 샤프트의 비틀림에 대한 강도가 부여되는데 통상 요구되는 강도를 달성하나 요구 강도로 밑도는 경우도 빈번하다. 즉, 요구되는 강도를 유지하기 위해서는 사실상 최소치가 요구되는 강도에 대응되어야 하는 데도 불구하고, 최소치의 강도가 요구경도보다 아래에 있어 제품불량이 많고, 요구 강도에 근접한 제품의 사용시에는 차량의 안전사고와 이어질 수 있는 문제점이 있다. When the heat treatment of the tubular shaft is completed through the conventional carburizing heat treatment method as described above, the strength against the torsion of the tubular shaft is provided. Usually, the required strength is achieved, but it is often less than the required strength. In other words, in order to maintain the required strength, despite the fact that the minimum value has to correspond to the required strength, the minimum strength is lower than the required hardness, so there are many product defects. There are problems that can lead to

1. 대한민국 공개특허 제10-2005-0061476호, 공개일자 2005년06월22일.1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2005-0061476, published on June 22, 2005. 2. 대한민국 공개특허 제10-2006-0030854호, 공개일자 2006년04월11일.2. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2006-0030854, published on April 11, 2006.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트의 비틀림 강도를 부여하기 위한 종래 연속적 열처리방법에 대한 부분을 공기중 서냉준비를 통해 불연속적 열처리로 개선하여 튜블러 샤프트의 비틀림 강도가 개선되고, 이를 통해 튜블러 샤프트의 사용수명증대와 자동차의 안전사고 방지가 가능한 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned problems, and the part for the conventional continuous heat treatment method for imparting torsional strength of the tubular shaft of the constant velocity joint of an automobile is a discontinuous heat treatment furnace through preparation for slow cooling in air. An object of the present invention is to provide a heat treatment method for improving the torsional strength of the tubular shaft of an automobile constant velocity joint, which improves the torsional strength of the tubular shaft by improving it, thereby increasing the service life of the tubular shaft and preventing safety accidents of the automobile.

또한, 본 발명은 종래 열처리방법으로 인해 요구되는 비틀림 강도 이하로 열처리됨에 따른 튜블러 샤프트의 불량률을 개선된 열처리방법을 통해 튜블러 샤프트가 요구되는 비틀림 강도 이상으로 개선되도록 함으로써, 제품의 불량률 최소화, 생산시간 단축과 생산성 향상이 가능한 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention improves the defect rate of the tubular shaft due to heat treatment below the torsional strength required by the conventional heat treatment method to more than the torsional strength required for the tubular shaft through the improved heat treatment method, thereby minimizing the defect rate of the product, Another object of the present invention is to provide a heat treatment method for improving the torsional strength of a tubular shaft of an automobile constant velocity joint capable of shortening production time and improving productivity.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동차 등속조인트의 튜블러샤프트의 비틀림 강도개선 열처리방법은 상기 튜블러샤프트를 환원성가스가 공급되어지는 열처리로에 장입한 후 로(爐)의 온도가 900~950℃로 도달되도록 하는 승온단계(S100)와; 상기 승온단계 후, 침탄 또는 침탄 가스인 프로판, LNG, 벤젠을 공급하면서 내부 온도를 900~950℃의 온도구간에서 4~20시간 정도 유지하여 튜블러샤프트의 내주연 위치 이상까지 제품표면에 가스를 침투시켜 처리하는 침탄 열처리단계(S200)와; 상기 침탄 열처리단계 후, 산화 방지 보호가스 분위기중에서 30분~10시간 이내로 500℃이하로 서냉하고, 마무리한 후, 다시 예열 및 승온을 위해 준비하는 서냉준비단계(S300)와; 상기 서냉준비단계를 거친 후, 다시 열처리로의 온도가 850~920℃ 온도로 예열 및 승온하고, 승온된 850~920℃로 가열유지되도록 조절하여 온도를 유지시킨 후, 튜블러샤프트의 열처리효과가 향상되도록 230~260℃로 항온유지를 0.5~3시간동안 냉각하며 유지하는 염욕처리단계(S400)와; 상기 염욕처리단계 후, 표면의 이물질을 세척하여 제거하는 세척완료단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, in the heat treatment method for improving torsional strength of the tubular shaft of a constant velocity joint of an automobile according to the present invention, the tubular shaft is charged into a heat treatment furnace to which a reducing gas is supplied, and then the temperature of the furnace is 900 A temperature raising step (S100) to reach ~950 ℃ and; After the temperature raising step, while supplying propane, LNG, and benzene, which are carburized or carburized gases, the internal temperature is maintained in a temperature range of 900 to 950 ° C. a carburizing heat treatment step (S200) of infiltrating and processing; After the carburizing heat treatment step, the slow cooling preparation step (S300) of slowly cooling to 500° C. or less in an anti-oxidation protective gas atmosphere within 30 minutes to 10 hours, and after finishing, preparing for preheating and temperature rise again; After the slow cooling preparation step, the temperature of the heat treatment furnace is again preheated and heated to a temperature of 850 ~ 920 ℃, and the temperature is maintained by adjusting the heating to be maintained at the elevated temperature of 850 ~ 920 ℃, and then the heat treatment effect of the tubular shaft is a salt bath treatment step (S400) of cooling and maintaining constant temperature maintenance at 230 to 260° C. for 0.5 to 3 hours to improve; After the salt bath treatment step, the cleaning completion step (S500) of washing and removing foreign substances on the surface; characterized in that it comprises a.

여기서, 상기 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법을 통해 얻어진 튜블러샤프트의 표면경화층의 평균 결정립 크기는 13~17㎛, A.G.S No 5~9(Austenite Grain Size;오스테나이트 입도)이고, 표층으로부터 0.2mm의 조직상태는 베이나이트와 마르텐자이트로 형성되고, 잔류 오스테나이트는 15%이며, 표면경도 Hv650~740 인 것을 특징으로 하고, 상기 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법을 통해 얻어진 튜블러샤프트의 모재층의 평균 결정립 크기는 8~10㎛, A.G.S No 5~11(Austenite Grain Size;오스테나이트 입도)이고, 모재 조직상태의 1/2T의 조직상태는 베이나이트로 형성되고, 잔류 페라이트가 5%이며, 심부경도 Hrc 37~45인 것을 특징으로 한다.Here, the average grain size of the hardened surface layer of the tubular shaft obtained through the heat treatment method for improving the torsional strength of the tubular shaft of the automobile constant velocity joint is 13 ~ 17㎛, AGS No 5 ~ 9 (Austenite Grain Size; austenite grain size) , 0.2mm from the surface layer is formed of bainite and martensite, the retained austenite is 15%, the surface hardness is Hv650 ~ 740, characterized in that, the tubular shaft torsional strength improvement heat treatment method of the automobile constant velocity joint The average grain size of the base material layer of the tubular shaft obtained through It is characterized in that the residual ferrite is 5%, and the core hardness is Hrc 37 to 45.

한편, 상기 세척완료단계를 거친 튜블러 샤프트의 파괴하중은 6300t N.m 이상이고, 항복강도는 4400t N.m 이상으로 비틀림 강도가 개선되는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the breaking load of the tubular shaft that has gone through the washing completion step is 6300t N.m or more, and the yield strength is 4400t N.m or more, and the torsional strength is improved.

본 발명은 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트의 비틀림 강도를 부여하기 위한 종래 연속적 열처리방법에 대한 부분을 서냉준비를 통한 불연속 열처리방법으로 개선하여 튜블러 샤프트의 비틀림 강도가 개선되고, 이를 통해 튜블러 샤프트의 사용수명증대와 자동차의 안전사고 방지가 가능한 장점이 있고, 종래 열처리방법으로 인해 요구되는 비틀림 강도 이하로 열처리됨에 따른 튜블러 샤프트의 불량률을 개선된 열처리방법을 통해 튜블러 샤프트가 요구되는 비틀림 강도 이상으로 개선되도록 함으로써, 제품의 불량률 최소화, 생산시간 단축과 생산성 향상이 가능한 효과가 있다. The present invention improves the torsional strength of the tubular shaft by improving the part for the conventional continuous heat treatment method for imparting torsional strength of the tubular shaft of the constant velocity joint of an automobile to the discontinuous heat treatment method through slow cooling preparation, thereby improving the torsional strength of the tubular shaft It has the advantage of increasing the service life of the tubular shaft and preventing safety accidents of automobiles, and the torsional strength required for the tubular shaft through the improved heat treatment method by reducing the defect rate of the tubular shaft due to heat treatment below the torsional strength required by the conventional heat treatment method By improving the above, there is an effect of minimizing the defect rate of the product, shortening the production time, and improving the productivity.

도 1은 종래 플런징 타입 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트의 사시도이다.
도 2는 종래 플런징 타입 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트의 도 1의 A-A선 요부 단면도이다.
도 3은 종래 플런징 타입 자동차 등속조인트의 열처리방법의 처리온도 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법의 처리온도 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법의 블럭도이다.
1 is a perspective view of a tubular shaft of a conventional plunging type automobile constant velocity joint.
2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 of a tubular shaft of a conventional plunging type automobile constant velocity joint.
3 is a graph of a treatment temperature of a heat treatment method of a conventional plunging type automobile constant velocity joint.
4 is a graph of the treatment temperature of the heat treatment method for improving the torsional strength of the tubular shaft of the automobile constant velocity joint according to the present invention.
5 is a block diagram of a heat treatment method for improving torsional strength of a tubular shaft of an automobile constant velocity joint according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다수의 형태로 구현될 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a number of different forms.

본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.In the present specification, the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention, and to completely inform those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the scope of the present invention. And the invention is only defined by the scope of the claims. Accordingly, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques have not been specifically described in order to avoid obscuring the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, the terms used (mentioned) herein are for the purpose of describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. In addition, elements and operations referred to as 'include (or include)' do not exclude the presence or addition of one or more other elements and operations.

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 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Also, terms defined in commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless defined.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법의 실시예에 따른 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, technical features according to an embodiment of the heat treatment method for improving the torsional strength of the tubular shaft of a constant velocity joint for automobiles according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법의 처리온도 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법의 블럭도이다. 4 is a treatment temperature graph of the tubular shaft torsional strength improvement heat treatment method of a constant velocity joint of an automobile according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of the tubular shaft torsional strength improvement heat treatment method of a constant velocity joint of an automobile according to the present invention.

본 발명에 따른 자동차 등속조인트의 튜블러샤프트의 비틀림 강도개선 열처리방법은 앞서 상술한 종래의 열처리 방법을 개선하여 튜블러 샤프트의 비틀림강도를 항상 요구강도 이상 얻을 수 있어 튜블러 샤프트의 불량률이 최소화되고, 이를 통한 생산성 향상과 생산효율증대를 가져올 수 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 자동차 등속조인트의 튜블러샤프트의 비틀림 강도개선 열처리방법은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 승온단계(S100), 침탄 열처리단계(S200), 서냉준비단계(S300), 염욕처리단계(S400), 세척완료단계(S500)를 통해 튜블러 샤프트의 비틀림 강도의 개선이 월등하게 이루어질 수 있다. The torsional strength improvement heat treatment method of the tubular shaft of an automobile constant velocity joint according to the present invention improves the conventional heat treatment method described above to always obtain the torsional strength of the tubular shaft above the required strength, thereby minimizing the defect rate of the tubular shaft and , through this, productivity can be improved and production efficiency can be increased. To this end, the torsional strength improvement heat treatment method of the tubular shaft of a constant velocity joint of an automobile according to the present invention is a heating step (S100), a carburizing heat treatment step (S200), a slow cooling preparation step (S300), as shown in FIGS. , through the salt bath treatment step (S400) and the washing completion step (S500), the torsional strength of the tubular shaft can be significantly improved.

상기 승온단계(S100)는The temperature raising step (S100) is

상기 튜블러샤프트를 환원성가스가 공급되어지는 열처리로에 장입한 후 로(爐)의 온도가 900~950℃로 도달되도록 한다. 즉, 상기 승온단계(S100)는 앞서 상술한 바와 같이, 최초 온도를 상승하는 구간으로 환원성가스가 공급되고 있는 열처리로에 튜블러샤프트를 장입한 후 로(爐) 챔버 내부 온도가 900~950℃로 도달되도록 하여 침탄 공정에서 제품표면에 탄소가 확산되어 침투하도록 제품 온도를 맞추기 위한 것이다. After the tubular shaft is charged into the heat treatment furnace to which the reducing gas is supplied, the temperature of the furnace is allowed to reach 900 ~ 950 °C. That is, in the temperature raising step (S100), as described above, after the tubular shaft is charged into the heat treatment furnace to which the reducing gas is supplied in the section for increasing the initial temperature, the furnace chamber internal temperature is 900 to 950 ° C. This is to adjust the product temperature so that carbon diffuses and penetrates the product surface in the carburizing process.

상기 침탄 열처리단계(S200)는The carburizing heat treatment step (S200) is

상기 승온단계 후, 침탄 가스인 프로판, LNG, 벤젠을 공급하면서 내부 온도를 900~950℃의 온도구간에서 4~20시간 정도 유지하여 튜블러샤프트의 내주연 위치 이상까지 제품표면에 가스를 침투시켜 처리한다. 여기서, 상기 침탄 열처리단계를 통해 튜블러샤프트의 내주연과 내주그루브의 열처리에 따른 변형을 최소화하여 중심선도로부터의 오차범위가 요구되는 범위내에서의 변형률을 보이도록 하고, 이와 함께 내부샤프트가 튜블러샤프트 내에서 트랙션볼에 의해 내주그루부와 외주그루부 사이에 위치결합되어 회전 및 신축결합에 따른 충격 등으로부터의 피로도에 대하여 기계적 강도를 가질 수 있는 요구경도 경도를 얻을 수 있다. After the temperature raising step, while supplying the carburizing gases such as propane, LNG, and benzene, the internal temperature is maintained for 4 to 20 hours in a temperature range of 900 to 950 ° C. handle Here, through the carburizing heat treatment step, the deformation due to the heat treatment of the inner periphery of the tubular shaft and the inner groove is minimized to show the strain within the required range of error from the center line diagram, and along with this, the inner shaft is It is positionally coupled between the inner and outer circumferential grooves by the traction ball in the blur shaft to obtain the required hardness and hardness that can have mechanical strength against fatigue from impacts caused by rotation and expansion/contraction coupling.

상기 서냉준비단계(S300)는The slow cooling preparation step (S300) is

상기 침탄 열처리단계 후, 산화 방지 보호가스 분위기중에서 30분~10시간 이내로 500℃이하로 서냉하고, 마무리한 후, 다시 예열 및 승온을 위해 준비한다. 여기서, 상기 서냉준비단계에서는 앞서 침탄 열처리단계를 거친 후, 서냉하여 1차 마무리를 하게 됨으로써, 연속적인 열처리 단계를 거치지 않는 것이 중요하다. 즉, 종래에는 침탄열처리단계를 거친 후, 바로 염욕냉각을 시행하는 단계로 연속적으로 열처리를 진행하지만 본원 발명에서는 열처리단계 후, 산화 방지 보호가스 분위기중에서 서냉하면서 1차 마무리를 함으로써, 튜블러샤프트의 요구되는 비틀림 강도를 얻을 수 있다. After the carburizing heat treatment step, it is slowly cooled to 500° C. or less within 30 minutes to 10 hours in an anti-oxidation protective gas atmosphere, and after finishing, it is prepared for preheating and temperature rise again. Here, in the slow cooling preparation step, it is important not to go through a continuous heat treatment step because the carburizing heat treatment step is previously performed, and then the slow cooling is performed to perform the primary finishing. That is, in the prior art, after the carburizing heat treatment step, the heat treatment is continuously performed in the step of immediately carrying out salt bath cooling. The required torsional strength can be obtained.

따라서, 침탄 열처리단계를 통해 다음단계로 연속적으로 진행되어 염욕냉각을 진행하게 되면 튜블러샤프트의 요구되는 비틀림강도를 가질 수 없고, 조직이 균일하지 못한 문제를 가져오게 된다. Therefore, if the salt bath cooling is performed continuously through the carburizing heat treatment step to the next step, the required torsional strength of the tubular shaft cannot be obtained, and the structure is not uniform.

상기 염욕처리단계(S400)는The salt bath treatment step (S400) is

상기 서냉준비단계를 거친 후, 다시 열처리로의 온도가 850~920℃ 온도로 예열 및 승온하고, 승온된 850~920℃로 가열유지되도록 조절하여 온도를 유지시킨 후, 튜블러샤프트의 열처리효과가 향상되도록 230~260℃로 항온유지를 0.5~3시간동안 냉각하며 유지한다. After the slow cooling preparation step, the temperature of the heat treatment furnace is again preheated and heated to a temperature of 850 ~ 920 ℃, and the temperature is maintained by adjusting the heating to be maintained at the elevated temperature of 850 ~ 920 ℃, and then the heat treatment effect of the tubular shaft is To improve, maintain constant temperature at 230~260℃ while cooling for 0.5~3 hours.

상기 세척완료단계(S500)는The washing completion step (S500) is

상기 염욕처리단계 후, 표면의 이물질을 세척하여 제거하여 제품의 품질에 영향을 주지않도록 하고, 이를 통해 보다 비틀림강도가 향상된 품질의 튜블러샤프트를 제공한다. After the salt bath treatment step, foreign substances on the surface are washed and removed so as not to affect the quality of the product, thereby providing a quality tubular shaft with improved torsional strength.

상기와 본 발명에 따른 열처리방법은 산화 방지 보호가스 분위기중에 서냉을 실시하면서 열처리를 마무리하고, 연속되지 않게 다음단계를 통해 얻어진 튜블러샤프트(100)의 도 2에 도시된 바와 같은 표면 및 심부조직이 베이나이트 조직상태로 튜블러샤프트의 내주그루브와 심부 모두 베이나이트조직의 특성을 아래의 표 1에 도시된 바와 같이, 잘 나타내고 있다. The above and the heat treatment method according to the present invention finish the heat treatment while performing slow cooling in an anti-oxidation protective gas atmosphere, and the surface and deep tissue as shown in FIG. 2 of the tubular shaft 100 obtained through the following steps not continuously In this bainite structure state, both the inner peripheral groove and the deep part of the tubular shaft show the characteristics of the bainite structure well, as shown in Table 1 below.

튜블러샤프트 내주그루브 표면 및 심부 조직Tubular shaft inner circumferential groove surface and deep tissue

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 상기 튜블러샤프트(100)의 표면경화층의 평균 결정립 크기는 13~17㎛, A.G.S No 6~10(Austenite Grain Size;오스테나이트 입도)이고, 표층으로부터 0.2mm의 조직상태는 베이나이트와 마르텐자이트로 형성되고, 잔류 오스테나이트는 15%이며, 표면경도 Hv650~740로 열처리되고, 튜블러샤프트의 모재층의 평균 결정립 크기는 8~10㎛, A.G.S No 5~11(Austenite Grain Size;오스테나이트 입도)이고, 모재 조직상태의 1/2T의 조직상태는 베이나이트로 형성되고, 잔류 페라이트가 5%이며, 심부경도 Hrc37~45로 열처리되어 신축 및 회전에 따른 충격에 대하여 내구성 및 내마모성의 요구되는 기계적 강도에 적합하도록 열처리된다. In addition, the average grain size of the hardened surface layer of the tubular shaft 100 is 13 to 17 μm, AGS No 6 to 10 (Austenite Grain Size; austenite grain size), and the texture state of 0.2 mm from the surface layer is bainite and It is formed of martensite, retained austenite is 15%, is heat treated to a surface hardness of Hv650~740, and the average grain size of the base material layer of the tubular shaft is 8~10㎛, AGS No 5~11 (Austenite Grain Size; austenite) Knight grain size), and the structure state of 1/2T of the base material structure state is formed of bainite, the residual ferrite is 5%, and it is heat-treated with a core hardness of Hrc37~45. It is heat treated to suit the mechanical strength.

나아가, 기존 튜블러샤프트에 요구되는 파괴하중이 5,550~5780t N.m, 항복강도 3,700~4,080t N.m보다 상기 세척완료단계를 거친 튜블러 샤프트의 파괴하중은 6300~7000t N.m 이고, 항복강도는 4400~5000t N.m로 비틀림 강도가 요구되는 강도보다 개선되고, 향상되게 열처리된다. Furthermore, the breaking load required for the existing tubular shaft is 5,550-5780t Nm, and the yield strength is 3,700-4,080t Nm. The breaking load of the tubular shaft that has gone through the above cleaning step is 6300-7000t Nm, and the yield strength is 4400-5000t. With Nm, the torsional strength is improved over the required strength, and the heat treatment is improved.

이와 같은 본 발명에 따른 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법은 종래의 침탄 열처리방법과 같이 염욕냉각까지 연속적인 열처리로 진행되지 않고, 침탄 열처리단계 후, 산화 방지 보호가스 분위기중에서 서냉하여 1차 마무리한 후, 다시 염욕냉각을 위해 예열 및 승온하여 처리함으로써, 앞서 상술한 바와 같은 튜블러샤프트의 기계적 강도와 비틀림 강도에 대한 요구치 이상으로 만족할 수 있는 결과를 얻을 수 있다. As described above, the heat treatment method for improving the torsional strength of the tubular shaft of a constant velocity joint of an automobile according to the present invention does not proceed with continuous heat treatment until salt bath cooling as in the conventional carburizing heat treatment method, but after the carburizing heat treatment step, it is cooled slowly in an anti-oxidation protective gas atmosphere. After the primary finishing, by preheating and heating for salt bath cooling again, satisfactory results can be obtained that exceed the requirements for mechanical strength and torsional strength of the tubular shaft as described above.

이에 대하여 시료로서 튜블러샤프트를 준비하고, 본원 발명의 열처리방법을 통한 튜블러샤프트(100)의 도 2에 도시된 바와 같은 표층조직과 심부조직의 결과를 아래의 표를 통해 확인할 수 있었다.In contrast, a tubular shaft was prepared as a sample, and the results of the superficial layer and deep tissue as shown in FIG. 2 of the tubular shaft 100 through the heat treatment method of the present invention could be confirmed through the table below.

튜블러샤프트(표면경화층)Tubular shaft (hardened surface layer) 도면요구drawing request 결정립크기 :A.G.S No. 5이상Crystal grain size: A.G.S No. 5 or more 표면조직상태(표층 0.2mm)
:베이나이트+마르텐자이트
Surface texture (surface layer 0.2mm)
:Bainite + Martensite
조직사진
(X500)
organization photo
(X500)

Figure pat00002
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00003
결과result 평균 결정립 크기 13~17㎛
A.G.S No. 9 수준
Average grain size 13~17㎛
AGS No. 9 level
마르텐자이트+잔류 오스테나이트 15%
표면경도 :
0.17mm-Hv 671 /1.05mm-Hv 595
*Hv 595=Hrc 55
Martensite + Residual Austenite 15%
Surface hardness:
0.17mm-Hv 671 /1.05mm-Hv 595
*Hv 595=Hrc 55

상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 튜블러샤프트의 요구되는 표면경화층의 기준을 상향하는 조직과 경도를 얻을 수 있어 기계적 강도와 내구성 및 내마모성을 향상할 수 있었다. As shown in [Table 2], the mechanical strength, durability, and abrasion resistance could be improved by obtaining the structure and hardness that raise the standard of the hardened surface layer required for the tubular shaft.

튜블러샤프트(모재층)Tubular shaft (base material layer) 도면요구drawing request 결정립크기 :A.G.S No. 5이상Crystal grain size: A.G.S No. 5 or more 모재조직상태(1/2T)
:베이나이트+마르텐자이트
Base material structure (1/2T)
:Bainite + Martensite
조직사진
(X500)
organization photo
(X500)

Figure pat00004
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00005
결과result 평균 결정립 크기 8~10㎛
A.G.S No. 10.5 수준
Average grain size 8-10㎛
AGS No. 10.5 level
베이나이트+잔류 페라이트(소량)Bainite + Residual Ferrite (small amount)

상기 [표 3]에 나타난 바와 같이, 튜블러샤프트의 요구되는 모재층의 기준을 항향하는 조직과 경도을 얻을 수 있고, 미세조직의 균일성을 확보할 수 있었다.As shown in [Table 3], it was possible to obtain the structure and hardness oriented toward the standard of the required base material layer of the tubular shaft, and to ensure the uniformity of the microstructure.

상기와 같은 표 2, 3과 같은 결과를 통해 종래 침탄열처리방법과 본원 발명의 열처리방법을 통한 비틀림강도(파괴하중, 항복강도)를 비교예와 실시예로 튜브럴샤프트 시료를 통해 종래 침탄열처리방법보다 향상된 비틀림강도를 얻을 수 있었다. Through the results shown in Tables 2 and 3 as described above, the torsional strength (breaking load, yield strength) through the conventional carburizing heat treatment method and the heat treatment method of the present invention as Comparative Examples and Examples through the conventional carburizing heat treatment method through the tube shaft sample More improved torsional strength was obtained.

공통으로 비틀림강도의 기준요구값은 파괴하중이 5,550t N.m 이상이고, 항복강도 4,080t N.m 이상이다. In common, the standard required value of torsional strength is 5,550 t N.m or more for breaking load and 4,080 t N.m or more for yield strength.

<비교예><Comparative example>

종래 침탄열처리방법으로 본원 발명의 열처리방법과 같은 서냉준비단계를 거치지 않고, 염욕까지 연속적인 열처리를 통해 얻어진 비틀림강도 시험결과이다. 우선, 열처리는 열처리로내에서 예열 및 승온을 2시간가량 진행하여 940℃까지 승온이 되면 940℃에서 8시간동안 침탄, 940℃에서 6시간동안 확산을 통해 약 14시간 가량 침탄열처리를 진행한다. 이후, 90분간 서서히 감온하면서 850℃로 온도를 유지하다가 다시 240℃에 냉각하여 150분간 온도를 유지하면서 염욕냉각하였다. 여기서, 열처리는 예열부터 염욕냉각까지는 연속적으로 진행되고, 이후 세척공정은 별도 진행하여 비교예의 튜블러샤프트 시료를 얻었고, 이를 강도시험하여 [표 4]와 같은 결과를 얻었다. This is a torsional strength test result obtained through continuous heat treatment up to a salt bath without undergoing an annealing preparation step as in the heat treatment method of the present invention as a conventional carburizing heat treatment method. First, in the heat treatment, preheating and temperature rise in the heat treatment furnace for about 2 hours, and when the temperature is raised to 940°C, carburizing heat treatment is performed for about 14 hours through carburization at 940°C for 8 hours and diffusion at 940°C for 6 hours. Thereafter, the temperature was maintained at 850° C. while gradually decreasing the temperature for 90 minutes, and then cooled to 240° C., followed by salt bath cooling while maintaining the temperature for 150 minutes. Here, the heat treatment proceeded continuously from preheating to salt bath cooling, and then the washing process was performed separately to obtain the tubular shaft sample of the comparative example, and the strength test was performed to obtain the results shown in [Table 4].

비교예의 강도시험결과값Strength test result of comparative example 튜블러샤프트
tubular shaft
비교예시료1Comparative sample 1 비교예시료2Comparative sample 2 비교예시료3Comparative sample 3 비교예시료4Comparative sample 4 비교예시료5Comparative sample 5
파괴하중
breaking load
5779t N.m5779t N.m 5988t N.m5988t N.m 6032t N.m6032t N.m 5903t N.m5903t N.m 5996t N.m5996t N.m.
항복강도
yield strength
4589t N.m4589t N.m 4690t N.m4690t N.m. 4601t N.m4601t N.m 4544t N.m4544t N.m. 4470t N.m4470t N.m

<실시예><Example>

본원 발명에 따른 서냉준비단계를 통해 침탄열처리단계의 1차 마무리후, 염욕냉각 단계로 진입하는 불연속적 열처리를 통해 얻어진 비틀림강도 시험결과이다. 우선, 열처리는 열처리로내에서 예열 및 승온을 2시간가량 진행하여 940℃까지 승온이 되면 940℃에서 8시간동안 침탄, 940℃에서 6시간동안 확산을 통해 약 14시간 가량 침탄열처리를 종래와 동일하게 진행한다. 이후, 서냉준비단계를 통해 산화 방지 보호가스 분위기중에서 5분~10시간 서냉하여 500℃이하로 냉각하고, 1차 마무리한다. 이후, 850~920℃로 예열 및 승온하여 가열유지되도록 조절하여 온도를 유지시킨 후, 튜블러샤프트의 열처리효과가 향상되도록 240℃에 냉각하여 항온유지를 150분간 온도를 냉각하면서 유지하였다. 여기서, 열처리는 예열부터 침탄열처리, 서냉준비까지 마무리한 후, 염욕냉각하는 불연속적으로 진행되고, 이후 세척공정은 별도 진행하여 본원 발명에 따른 실시예의 튜블러샤프트 시료를 얻었고, 이를 강도시험하여 [표 5]와 같은 결과를 얻었다. These are the torsional strength test results obtained through the discontinuous heat treatment entering the salt bath cooling step after the primary finishing of the carburizing heat treatment step through the slow cooling preparation step according to the present invention. First, in the heat treatment, preheating and raising the temperature in the heat treatment furnace for about 2 hours, and when the temperature is raised to 940°C, carburizing at 940°C for 8 hours and diffusion for 6 hours at 940°C for about 14 hours. proceed to After that, through the slow cooling preparation step, it is cooled to 500° C. or less by slow cooling in an anti-oxidation protective gas atmosphere for 5 minutes to 10 hours, and the first finishing is performed. Thereafter, the temperature was maintained by preheating and raising the temperature to 850 ~ 920 ℃ to maintain the heating, and then cooled to 240 ℃ to improve the heat treatment effect of the tubular shaft, and the constant temperature was maintained while cooling the temperature for 150 minutes. Here, after the heat treatment is finished from preheating to carburizing heat treatment and slow cooling preparation, salt bath cooling is discontinuous, and then the washing process is performed separately to obtain the tubular shaft sample of the embodiment according to the present invention, and the strength test [ Table 5] and the same results were obtained.

실시예의 강도시험결과값Example strength test result 튜블러샤프트
tubular shaft
실시예시료1Example Sample 1 실시예시료2Example Sample 2 실시예시료3Example Sample 3 실시예시료4Example Sample 4 실시예시료5Example Sample 5
파괴하중
breaking load
6301t N.m6301t N.m 6652t N.m6652t N.m 6511t N.m6511t N.m 6489t N.m6489t N.m. 6628t N.m6628t N.m.
항복강도
yield strength
4775t N.m4775t N.m 4763t N.m4763t N.m 4593t N.m4593t N.m 4765t N.m4765t N.m 4751t N.m4751t N.m

상기 비교예와 실시예를 통해 얻어진 비틀림강도에 따른 [표 4]와 [표 5]의 결과값을 비교하면 우선 양자 모두 기준 요건에 대하여 만족할 수 있는 강도를 얻을 수 있으나 비교예의 경우 기준요건에 근접되어 있어 기준요건값을 만족하지 않는 문제가 빈번하게 발생할 수 있고, 이로 인해 차량의 안전사고 유발의 원인이 될 수 있다. Comparing the result values in [Table 4] and [Table 5] according to the torsional strength obtained through the comparative example and the example, both of them can obtain the strength that can satisfy the standard requirement first, but in the case of the comparative example, it is close to the standard requirement Therefore, a problem that does not satisfy the standard requirement value may occur frequently, which may cause a safety accident of the vehicle.

하지만, 본원 발명에 의해 얻어진 비틀림강도는 기준요구값에 비해 20~25%의 성능향상을 보인 것으로, 기준요구값 이하로 생산될 염려가 없어 비틀림강도에 따른 제품불량이 최소화되며, 이를 통한 차량의 안전사고 유발의 원인제공이 될 수 없고, 보다 안전하고, 내구성 및 사용수명이 증대될 수 있는 튜블러샤프트의 제공을 통해 소비자 및 생산자의 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 제품 불량률의 제로화에 가깝게 생산이 가능하여 생산성 및 생산효율 증대를 가져올 수 있다. However, the torsional strength obtained by the present invention shows a performance improvement of 20-25% compared to the standard required value, and there is no fear of being produced below the standard required value, so product defects due to torsional strength are minimized. The reliability of consumers and producers can be secured by providing a tubular shaft that cannot be the cause of safety accidents, and can be safer, durable, and have an increased service life. In addition, it is possible to produce close to zero product defect rate, thereby increasing productivity and production efficiency.

이상에서는 본 발명을 하나의 실시예로서 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않고, 기술사상 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자라면 다수의 변형 및 수정이 가능함은 명백한 것이며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail as one embodiment, but the scope of the present invention is not limited thereto, and it is clear that a number of variations and modifications are possible by those skilled in the art within the scope of the technical idea, Examples and practical equivalents will be included.

100 : 튜블러샤프트
S100 : 승온단계 S200 : 침탄 열처리단계
S300 : 서냉준비단계 S400 : 염욕처리단계
S500 : 세척단계
100: tubular shaft
S100: heating step S200: carburizing heat treatment step
S300: slow cooling preparation step S400: salt bath treatment step
S500: washing step

Claims (4)

자동차 등속조인트의 튜블러샤프트의 비틀림 강도개선 열처리방법에 있어서,
상기 튜블러샤프트를 환원성가스가 공급되어지는 열처리로에 장입한 후 로(爐)의 온도가 900~950℃로 도달되도록 하는 승온단계(S100)와;
상기 승온단계 후, 침탄 가스인 프로판, LNG, 벤젠을 공급하면서 내부 온도를 900~950℃의 온도구간에서 침탄 경화층에 따라 4~20시간 정도 유지하여 튜블러샤프트의 내주연 위치 이상까지 제품표면에 가스를 침투시켜 처리하는 침탄 열처리단계(S200)와;
상기 침탄 열처리단계 후, 공기중에서 30분~10시간 이내로 500℃이하로 산화 방지 보호가스 분위기중에서 서냉하고, 마무리한 후, 다시 예열 및 승온을 위해 준비하는 서냉준비단계(S300)와;
상기 서냉준비단계를 거친 후, 다시 열처리로의 온도가 850~920℃ 온도로 예열 및 승온하고, 승온된 850~920℃로 가열유지되도록 조절하여 온도를 유지시킨 후, 튜블러샤프트의 열처리효과가 향상되도록 230~260℃로 항온유지를 0.5~3시간동안 유지하는 염욕처리단계(S400)와;
상기 염욕처리단계 후, 표면의 이물질을 세척하여 제거하는 세척완료단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법.
In a heat treatment method for improving torsional strength of a tubular shaft of a constant velocity joint of an automobile,
a temperature raising step (S100) of charging the tubular shaft to a heat treatment furnace to which a reducing gas is supplied and then allowing the temperature of the furnace to reach 900 to 950°C;
After the temperature raising step, while supplying the carburizing gases such as propane, LNG, and benzene, the internal temperature is maintained for about 4 to 20 hours depending on the carburized hardened layer in the temperature range of 900 to 950 ° C. a carburizing heat treatment step (S200) of infiltrating and processing the gas;
After the carburizing heat treatment step, the slow cooling preparation step (S300) of preparing for preheating and temperature rise again after the annealing in the atmosphere of an anti-oxidation protective gas to 500° C. or less within 30 minutes to 10 hours in the air, and after finishing;
After going through the slow cooling preparation step, the temperature of the heat treatment furnace is again preheated and heated to a temperature of 850 to 920 ° C. a salt bath treatment step (S400) of maintaining constant temperature at 230 to 260° C. for 0.5 to 3 hours to improve;
After the salt bath treatment step, a cleaning completion step (S500) of washing and removing foreign substances on the surface; a heat treatment method for improving torsional strength of a tubular shaft of an automobile constant velocity joint, characterized in that it comprises a.
제 1항에 있어서,
상기 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법을 통해 얻어진 튜블러샤프트의 표면경화층의 평균 결정립 크기는 13~17㎛, A.G.S No 6~10(Austenite Grain Size;오스테나이트 입도)이고, 표층으로부터 0.2mm의 조직상태는 베이나이트와 마르텐자이트로 형성되고, 잔류 오스테나이트는 15%이며, 표면경도 Hv650~740 인 것을 특징으로 하는 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법.
The method of claim 1,
The average grain size of the hardened surface layer of the tubular shaft obtained through the heat treatment method for improving the torsional strength of the tubular shaft of the automobile constant velocity joint is 13 to 17 μm, AGS No 6 to 10 (Austenite Grain Size; austenite grain size), and the surface layer The structure of 0.2mm from bainite and martensite is formed, the retained austenite is 15%, and the surface hardness is Hv650~740.
제 1항에 있어서,
상기 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법을 통해 얻어진 튜블러샤프트의 모재층의 평균 결정립 크기는 8~10㎛, A.G.S No 7~11(Austenite Grain Size;오스테나이트 입도)이고, 모재 조직상태의 1/2T의 조직상태는 베이나이트로 형성되고, 잔류 페라이트가 5%이며, 심부경도 Hrc37~45인 것을 특징으로 하는 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법.
The method of claim 1,
The average grain size of the base material layer of the tubular shaft obtained through the heat treatment method for improving the torsional strength of the tubular shaft of the automobile constant velocity joint is 8 to 10 μm, AGS No 7 to 11 (Austenite Grain Size; austenite grain size), and the base material structure The structural state of 1/2T of the state is formed of bainite, the residual ferrite is 5%, and the core hardness is Hrc37-45.
제 1항에 있어서,
상기 세척완료단계를 거친 튜블러 샤프트의 파괴하중은 6300t N.m 이상 이고, 항복강도는 4400t N.m 이상인 것을 특징으로 하는 자동차 등속조인트의 튜블러 샤프트 비틀림 강도개선 열처리방법.
The method of claim 1,
The breaking load of the tubular shaft that has undergone the washing completion step is 6300 t Nm or more, and the yield strength is 4400 t Nm or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050061476A (en) 2003-01-17 2005-06-22 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 Steel product for induction hardening, induction-hardened member using the same and methods for producing them
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