KR850000477B1 - 베어링 재료 제작방법 - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 발명에 따라서 베어링 재료를 만드는 공정의 부분적이고 개략적인 측면도.
제2도는 종래의 대표적인 베어링 구조의 사시도.
제3도는 최종 베어링의 대표적인 단면도.
본 발명은 차량베어링재료 특히 중간 알루미늄층과 중간 알루미늄-비금속 합금층을 갖는 다층 금속 베어링 재료의 제작 방법에 관한 것이다.
본 출원서에 알루미늄이라고 쓰인 것은 알루미늄과 알루미늄-비금속 합금들을 나타낸다. 또한 도금은 저널이나 다른 이동부분과 실제로 접촉하는 다층 베어링 재료의 표면층을 나타내는데 사용된다.
일반적으로 강철 보강층, 중간알루미늄층 및 도금층인 표면층으로 형성된 다층 베어링을 만드는 것은 공지의 사실이다. 그런데, 중간 알루미늄 층 위에 표면층을 도금시키는 방법이 항상 문제시 된다. 도금층은 다단계도금 공정으로서 강철과 알루미늄 혼합물의 알루미늄면위에 전기도금으로 형성시켰다. 이러한 다단계 도금작업은 수행하는에 값이 비싸고, 또 그 복잡성 때문에 제어하기 어려운 문제점이 있었다. 많은 경우에 베어링 재료는 넷 이상의 분리된 도금 용융조를 통과해야 되고 또한 다수의 보조작업을 거쳐야만 한다. 또한, 전형적으로 상기 베어링 반원형 셀인 최종의 형태로 전기도금된다. 이런 작업방식에서 각 베어링은 균일하고, 휼륭한 도금이 되도록 도금용 지그(Jig)나 랙(Rack)에서 개별로 취급되어야 한다.
알루미늄면을 코팅 및 주석 도금하여 코팅된 알루미늄 면위의 도금을 주조하여 중간알루미늄 층을 가진 다층 베어링 재료를 만드는 것은 미합중국 특허 제 4,071,643호에 기술된 공지의 사실이다. 이 방법은 두개의 독특한 제조작업 즉, 피복단계 및 도금-주조단계를 거쳐서 베어링 재료를 만든다. 이러한 다단계 공정은 가격이 비싸며 또 신뢰도가 문제된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술된 문제점들을 해소할 수 있는 개량된 다층 베어링 재료제작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 신뢰도가 높으며 제작비가 저렴한 다층 베어링 재료를 만드는 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 베어링을 위한 연속적으로 균일한 스트립(strip)을 만드는 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 마모저항 및 피로저항에 성능 특성이 좋은 베어링 재료를 만드는 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단단계 작업으로 다층 베어링 재료의 중간 알루미늄층위에 도금층을 형성시키는 방법을 제공하는 것이다. 다른 목적과 특징들은 다음과 같이 부분적으로 지적되어 분명해진다.
따라서, 본 발명의 한 관점은 단일 작업에서 강철, 알루미늄 혼합물의 알루미늄층에 외부 도금재료를 결합시키는 공정을 포함하는 다층베어링 재료에 관한 것이다.
본 발명의 다른 관점은 강철에 결합된 중간 알루미늄층과 강철 보강층으로된 혼합물재료를 제공하고 혼합물의 중간 알루미늄 층에 도금재료를 확실하게 결합시키도록 도금재료의 용융조로 통과시키는 공정으로 구성된 베어링 재료 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 관점은 강철에 결합된 중간 알루미늄층과 강철 보강층으로된 혼합물재료 스트립을 제공하는 공정과, 중간 알루미늄층에 좋은 접착을 제공하기 위해서 상기 혼합물 스트립을 도금재료의 용융조로 통과시키는 공정과, 중간 알루미늄층에 용융재가 균일하게 접착하도록 브러쉬에 의하여 상기 중간알루미늄층으로부터 표면 산소를 제거하는 공정과, 상기 용융조로부터 혼합물 스트립이 배출됨과 동시에 상기 스트립의 전체의 폭을 균일한 도금층 두께로 제어하는 공정을 포함하는 베어링 재료 제작작법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 관점은 강철에 결합된 중간 알루미늄층과 강철 보강층으로 구성된 혼합물 재료 스트립을 제공하는 공정과, 상기 혼합물 스트립을 도금재료인 납, 주석, 아연 합금의 용융조에 통과시키는 공정과 중간 알루미늄층으로 부터 표면산소를 제거하고 또 상기 용융조로부터 상기 혼합물 스트립이 배출됨과 동시에 스트립의 폭을 전반에 걸쳐서 균일한 두께로 제어하는 것을 포함하는 베어링 재료 제작법에 관한 것이다.
본 발명은 여러 방법으로 실시될 수 있으며 또 적합한 실시예가 첨부된 도면을 참조한 다음의 설명에 의해 상세히 기술될 것이다.
이제 도면을 참조하면, 제1도에는 중간 알루미늄층(16)에 적절하게 결합된 강철보강층(14)과 함께 코일러(coiler,12)로부터 이송된 연속적인 혼합물 스트립(10)이 도시되어 있다. 보통, 강철보강층은 저탄소강이고 중간 알루미늄층은 실리콘 4중량 퍼센트, 카드몸 1중량 퍼센트, 구리 0.15중량 퍼센트, 마그네슘 0.20중량 퍼센트와 알루미늄을 갖는 알루미늄 합금이다. 상기층 (14, 16)의 상술된 재료는 하나의 예이고 다른 강철들과 다른 알루미늄 합금들이나 순수 알루미늄이 동일하게 사용될 수 있다.
혼합물을 형성하려고 강철보강층(14)에 중간 알루미늄층(16)을 결함시키는 방법은 공지된 야금학의 롤(Roll)결합이 양호하다. 상기 혼합물 스트립 (10)은 용융조물질(20)을 함유하고 있는 탱크(18)로 이송된다. 탱크(18)는 상기 용융조물질을 요구되는 온도로 유지시키도록 가스버너와 같은 종래의 가열장치(22)에 의해 가열된다.
본 발명에 따라서 상기 용융조 물질(20)은 알루미늄에 잘 접착되고 또 베어링재료 특성(즉, 마모저항, 피로저항, 부식저항 및 시이저 저항)이 양호한 용융된 금속 재료를 함유하고 있다. 제 3도 에 도시된 양호한 도금 베어링 재료는 아연이나 카드뮴의 0.2중량 펴센트와 6중량 퍼센트 사이의 납/주석 합금이다. 아연이나 카드뮴은 알루미늄에 강한 접착성을 제공하고 또 도금 베어링층의 강도를 증가시킨다. 중간 알루미늄층에 상기와 같은 도금층을 결합시키는 이러한 개량된 방법은 상기 공정으로 제조되는 베어링의 신뢰도를 상당히 증가시킨다. 또한, 강도를 증가시키도록 용인할 수 있는 정도까지 구리를 도금합금에 부가시킬 수 있다. 상기용융조 물질의 적절한 합금 혼합물은 88중량 퍼센트의 납과 10중량 퍼센트의 주석과 2중량 퍼센트의 아연이다. 이러한 합금은 알루미늄면에 좋은 접착성과 베어링 재료 특성을 제공한다.
상기 혼합물 스트립이 상기 용융조 물질면 아래로 이송되기 때문에, 상기 스트립이 그것의 폭을 가로질러 정열되고 곧게 되도록 롤(24)밑으로 통과시킨다. 상기 스트립의 알루미늄 면은 알루미늄 위의 산소층을 제거하려고 상기 용융조 물질내로 통과하는 동안에 세척된다. 즉, 상기 알루미늄면은 초음파와 같은 종래의 장치 혹은 다른 모터(도시안됨)에 의해 구동되는 브러쉬(26)에 의해 세척된다. 그런데 상기 스트립은 세척될 동안에 롤(26)이나 그와 유사한 것에 의해 지지된다.
상기 스트립이 상기 용융조로부터 배출되기 때문에, 전형적으로 흑연으로 만들어진 측면보조부재(30)에 의해 지지된다. 상기 보조부재는 상기 스트립을 정열시키고 또한 용융된 도금재료를 담도록 바닥부 측면위에서 스트립을 지지한다. 스트립의 출구 지점에 직접 위치되는 문이나 둑부재(32)는 혼합물 스트립에 결합된 도금재료의 높이를 제어한다. 상기문은 요구된 것보다 큰 도금두께를 허용하도록 위치되어 최종적인 깎는 작업이 아래에 서술된 것과 같이 수행될 수 있다.
냉각장치 (34)는 상기 용융조를 벗어나는 스트립을 냉각시키도록 마련되어 있다. 상기 냉각장치는 도금재료가 응고되도록 보조부재(30)위에 냉각제(38)를 분무시키는 종래의 퀀치(Quench) 분무기(36)가 사용될 수 있다.
따라서, 응고된 도금 재료로 형성된 제 3 층의 스트립(40)은 베어링 재료로 사용하기 위하여 균일한 도금두께를 갖도록 필요없는 도금층의 부분을 벗기기 위하여 조절가능한 절삭장치(42)를 통과한다. 절삭장치(42)는 상기 스트립(40)이 롤(46)에 지지되기 때문에 불필요한 재료(44)를 제거하는 종래의 칼형일 수도 있다. 절삭작업중 제거된 재료는 제용융되기 위해 상기 용융조속으로 직접 되돌아갈 수 있다. 상기 제 3 층의 스트립은 제 2 도에 도시된 최종형태의 베어링(50)을 제작하기 위하여 공지된 종래의 베어링 성형 작업을 준비하는 코일러(48)에 감겨진다. 이러한 스트립은 더 이상의 도금 주조작업이나 도금작업이 필요하지 않다.
다음의 발명은 다음의 실시예를 참조하여 기술된다.
[실시예 1]
0.070인치 두께의 연속적인 혼합물 스트립은 Society of Automotive Engineers합금 No 781로 알려진, 실리콘 4중량 퍼센트, 카드뮴 1중량 퍼센트, 구리 0.15중량 퍼센트, 마그네슘 0.20중량 퍼센트와 알루미늄을 갖는 알루미늄 합금에 1008 강철의 보강층를 결합시켜 롤로부터 형성된다. 이러한 연속스트립은 섭씨 365.5도에서 용융되는 납 88중량 퍼센트, 주석 10중량 퍼센트, 아연 2중량 퍼센트인 도금재료의 용융조속으로 분당 12피트의 속도로 이송된다. 상기 용융조 표면 밑으로 담겨지는 스트립은 모든 표면산소를 제거하려고 1000rpm으로 작동되는 와이어 브러쉬에 의해 씻겨진 알루미늄 표면을 갖는다. 그 다음 스트립이 용융조로부터 나온 후에 0.015인치로 용융된 도금두께로 제어되도록 문을 통해 흑연 보조장치에 들어간다. 그후 보조장치를 때리는 물분무에 의해 스트립이 냉각되어서 도금이 굳고 또0.005인치로 칼날형 공구에 의해 뒤로 잘려진 후 감겨진다.
[실시예 2]
용융조 혼합물이 섭씨 371.1도에서 용융되는 납 88중량 퍼센, 주석 10중량 퍼센트, 카드뮴 2중량 퍼센트인 것을제외하고는 실시예 1과정이 반복된다.
[실시예 3]
용융된 도금두께가 0.006인치이고 또 절삭작업이 제거되는 것을 제외하고는 실시예 1의 과정이 반복된다.
[실시예 4]
용융조 혼합물이 섭씨 366.5도에서 용융되는 납 87중량 퍼센트, 주석 9중량 퍼센트, 카드뮴 2중량 퍼센트와 아연 2중량 퍼센트인 것을 제외하고는 실시예 1의 과정이 반복된다.
[실시예 5]
용융조 혼합물이 섭씨 371.1도에서 용융된는 87.5중량 퍼센트, 주석 10중량 퍼센트, 아연 2중량 퍼센트, 구리 0.5중량 퍼센트인 것을 제외하고는 실시예 1의 과정이 반복된다.
따라서, 상술된 발명은 도금층이 단일 작업으로 알루미늄에 확실히 결합되는 중간 알루미늄층을 갖는 다층 베어링 재료를 만드는 방법을 제공한다. 따라서 전기도금과 외부캐스팅 작업의 신뢰도 및 가격문제들이 본 발명에 의하여 해결된다. 따라서, 상기 도금 재료는 알루미늄층에 강한 점착을 제공하고 또 베어링 재료는 훌륭한 특성을 나타낸다.
Claims (1)
- 다층 금속 베어링 재료 제작방법에 있어서, 적어도 하나의 중간 알루미늄 층 혹은 중간 알루미늄-비금속합금층을 가진 스트립을 제공하는 공정과, 상기 스트립을 용융된 도금재료를 가진 용융조의 표면 아래로 통과시키는 공정과, 상기 공정동안에 상기 중간 알루미늄층 혹은 중간 알루미늄-비금속 합금층에 용응재료가 균일하게 접착되도록 상기 중간 알루미늄층 혹은 알루미늄-비금속 합금층의 표면으로부터 브러쉬(26)에 의하여 표면 산소를 제거하는 공정과, 다른 주조 공정이 필요없이 응고됨에 따라서 최종적인 베어링 표면물질의 도금층이 결합된 베어링 재료를 제공하도록 용융조로부터 혼합물 스트립이 배출됨과 동시에 상기 스트립의 폭 전반에 걸쳐서 중간 알루미늄층 위의 도금재료의 두께를 균일하게 제어하는 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 베어링 재료 제작 방법.
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