KR930002870B1 - 분할형 미끄럼 베어링반제품의 표면처리방법 및 장치 - Google Patents

분할형 미끄럼 베어링반제품의 표면처리방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

분할형 미끄럼 베어링반제품의 표면처리방법 및 장치
제 1 도는 지지구의 사시도,
제 2 도는 도금 케이스의 사시도,
제 3 도는 욕조내의 도금케이스내에 분할 베어링이 수납되어 있는 상태의 일부 단면도로 본 발명의 표면처리 장치의 전체구조의 개요 설명도.
제 4 도는 분할 베어링에 도금을 실시할 경우에 전원공급의 관계 설명도.
제5a도 및 5b도는 분할 베어링의 도금 두께 측정 위치를 각각 나타낸 개략적인 평면도와 정면도이다.
본 발명은 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면처리방법 및 장치에 관한 것이다.
종래, 분할 베어링 반제품에 도금하는 방법으로서 일본국 특허공고공보 제45-20362호에 나타나 있는 바와 같이 반원통형상으로 배치한 것을 2개 조합하여 원통형상으로 하고, 그 내면측에 슬릿이 있는 박스형 도금 케이스를 조립한 후에, 도금을 행하는 방법 및 장치가 알려져 있다.
그러나, 다른 2종류 이상의 도금을 실시하는 경우에 상기 종래 기술에서는 문제가 있었다. 즉 종래 기술의 전자에서는 도금의 종류에 따라서 양극을 바꿀 필요가 있어 자동 도금 장치에서의 연속 처리에는 적합하지 않았다. 또, 종래 기술의 후자는 박스형 도금 케이스를 2종류의 조내에서 반송하기 위하여 도금장치가 대형화되고, 또 도금 케이스의 반송에 의해 도금액이 도금조에서 넘치는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 이들의 문제점을 해결하는 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면 처리방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면처리 방법은 강보강층, 베어링용 동합금층 또는 베어링용 알루미늄 합금층, 중간도금층 및 표면층의 다층 구조로 이루어지는분할형 미끄럼 베어링을 제공하기 위하여, 상기 중간 도금층 및 표면층을 얻는 방법으로 하고, 지지구를 개재시켜 복수의 분할형 미끄럼 베어링 반제품을 정렬 상태의 반원통 형상으로 설치하는 단계와; 이 반원통형상 지지구를 반송수단 등으로 반송하여 제 1 도금조 및 제 2 도금조의 각각에 설치한 개폐 자유로운 도금케이스에 순차 삽입하고 분할형 미끄럼 베어링 반제품에 중간 도금층 및 표면층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면처리 장치는 복수의 도금조와, 각 도금조에 설치한 도금 케이스와, 여기서 도금 케이스는 슬릿 및 차폐판을 구비한 분할 베어링 반제품 내면측의 붙임판과 이 붙임판의 한쪽단에서 힌지로 연결되어 있는 분할 베어링 반제품 배면측의 붙임판을 가지고, 양 붙임판에 있어서의 힌지와 반대측의 모서리에 설치된 로드를 구비한 개폐자재 장치와, 반원통형상으로 쌓여진 분할 베어링 반제품을 수납하기 위한 지지구로 이루어지며, 이 지지구는 개폐 자재 장치에 의하여 도금 케이스 내에 수용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명자들은 반원통형상으로 배치한 베어링 반제품을 지지하기 위한 지지구를 사용하여, 복수의 도금조의 각각안에 개폐에 의하여 박스형으로 이루어지는 도금 케이스를 설치하고, 이 베어링 반제품을 반원통형상으로 배치한 베어링 지지구를 케이스 내에 수납하여 직류 전원을 내면용과 배면용으로나누거나, 또는 내면만 또는 배면만의 도금을 제 1 의 도금조에서 행하고, 다시 제 2 의 도금조 내에서 내면 도금 및/또는 배면 도금을 행함으로써, 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 내면에만 도금을 실시하거나, 내면과 배면의 도금 두께를 변화시킨 균일한 도금을 실시하는 것을 가능하게 함과 동시에 상기 종래 기술의 결점을 개선하였다. 즉 복수의 도금조로 베어링 반제품의 이동은 베어링 반제품을 지지하는 지지구만을 각 도금조내에서 이동하면 되고, 또 각 도금 케이스를 개폐식으로 함으로써 상기 종래 기술의 결점이 개량되었다. 또한 이 도금 케이스는 베어링 반제품의 내면에만 균일한 도금을 행하는 것을 가능하게 한다. 이 도금 케이스가 없으면 내면 도금 두께 분포의 불량등이 발생한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 더 상세하게 설명한다.
제 1 도는 피 도금물인 분할 베어링 반제품(1)을 반원통형상으로 배치한 지지구(a)를 도시하고, 이 분할 베어링 반제품(1)의 내면 또는 내면과 배면에 도금이 행해진다. 분할 베어링 반제품(1)은 상측의 도전성 플레이트(3)와 하측의 플레이트(4) 사이에 있는 2개의 로드(5)를 통하여 상하의 플레이트 간격을 조절하는 이 사이에 정렬되며, 반원통형상으로 배치되어 조여진다. 도전성 플레이트(3)와 로드(5)는 부도체 부시 및 부도체 와셔에 의해 절연되고 있다. 분할 베어링 반제품에 전원공급은 행거(도시생략)로 부터 리이드(2) 및 도전성 플레이트(3)를 거쳐 행해진다. 지지구(a)에 조립되는 분할 베어링 반제품(1)의 치수는 특별히 한정되지 않으나, 베어링을 적층함으로써 발생하는 휘어짐 및 비틀림을 고려하면 자동차용 베어링의 예에서는 베어링폭(W 15 내지 30mm에 대하여 지지구의 높이(L)는 250 내지 600mm로 된다. 또 선박용 베어링에서는 지지구의 높이의 L=1,500mm로 된다.
제 2 도의 부호(b)는 제1 및 제 2 도금조 내에 설치되는 도금 케이스이다. 6은 베어링 내면측의 붙임판이고, 중앙에는 베어링 내면에 도금을 실시하기 위한 슬릿(창)(7)이 설치되어 있어 통전과 도금조의 교반이 확보된다. 8은 차폐판으로 내측면 및 하측의 전기적인 차폐를 행하고 있다. 9는 베어링 배면측의 붙임판으로, 힌지(10)로 붙임판(6)에 연결되어 있어서 베어링 내면측의 붙임판(6)과 베어링 배면측의 붙임판(9)이 조합할 수 있도록 되어 있다. 즉 베어링 내면측의 붙임판(6)과 베어링 배면측의 붙임판(9)의 상부는 각 도금조의 상부에 설치된 개폐 자재 장치(100)가 가지는 로드(11a, 11b)의 끝부에 연결되고, 이 로드의 작동으로 개폐할 수 있도록 되어 있다(제 3 도의 화살표 참조). 즉 개폐 자재장치(100)는 압축공기도입 및 배출용 파이프(24, 25)를 구비한 실린더(20)와, 실린더내에 활동 가능하게 설치된 피스톤(19)과, 피스톤에 고정된 피스톤로드(18)과, 이 피스톤로드(18)에 핀(17)을 개재시켜 연결된 로드(R1) 및 기어(G1)와, 기어(G1)에 서로 맞물려 있는 기어(G2)와, 기어(G2) 축에 연결된 로드(R2a)와, 분할 베어링 내면측의 붙임판(6)의 상부와 로드(R2b)를 연결한 로드(11a)와, 기어(G1)축에 연결된 로드(R2b)와, 베어링 배면측의 붙임판(9)의 상부와 로드(R2a)를 연결한 로드(11b)로 이루어진다. 파이프(24 또는 25)를 통한 압축공기의 도입 또는 배기에 의하여 피스톤(19)을 이동시켜 기어(G1, G2)를 회동하여 로드(11a, 11b)를 이동시킴으로써 붙임판(6, 9)의 개폐가 행해진다. 슬릿(7)의 길이는 지지구의 높이(L)와 같은 값이고, 슬릿(7)의 폭은 베어링 반제품의 안쪽 직경의 10 내지 30%가 바람직하다. 차폐판(8)은 도금액과 반응하지 않고 또 비교적 강도가 큰 재료 예를 들면 FRP, PVc 또는 PP재가 바람직하다.
차폐판(8)의 높이는 힌지 지지용 돌기 부재의 높이와 대략 동일한 높이이고, 도금케이스(b)가 폐쇄 상태일 때에 배면 붙임판(9)과 접촉하는 높이이다. 차폐판(8)의 접촉 모서리에 고무 패킹을 부착해도 좋다. 붙임판(6, 9)의 재질은 차폐판과 동일한 재질로 하는 것이 바람직하다.
제 3 도는 제 1 도에 나타낸 반원통형상으로 배치한 분할 베어링 반제품을 반송수단등으로 반송하여 도금케이스(b)내에 수납하고 있는 상태이다. 로드(11a, 11b)는 베어링 반제품의 내면측 붙임판(6)과 베어링 반제품의 배면측 붙임판(9)의 상부를 개폐하기 위한 것이다.
반원통형상으로 배치한 분할 베어링 반제품을 지지하는 지지구(a)의 입조시 및 출조시에는 베어링 내면측의 붙임판(6) 및 베어링 배면측의 붙임판(9)을 개방하여 출입을 용이하게 하고 있다. 분할 베어링 반제품의 내면용 양극(12)과 분할 베어링 반제품의 배면용 양극(13)은 각각 독립한 직류전원으로 부터 전기가 공급된다. 또 14는 교반용액분출 파이프이고, 이 파이프에는 슬릿(7)의 길이에 따라서 구멍직경이 2 내지 4mm이며 피치가 10 내지 30mm인 구멍이 슬릿을 향하여 설치되어 있다.
제 4 도에는 분할 베어링 반제품의 내면과 배면에 임의의 두께의 도금을 실시하는 경우의 전원공급 관계도를 나타낸다. 제4a도는 내면용(15) 및 배면용(16)의 직류전원을 나타내고, 개별로 지정된 도금 두께를 얻도록 출력 조정하여 작동시킨다.
또, 제4b도에서는 분할 베어링 반제품의 내면에만 도금을 실시하므로, 배면용의 직류전원의 극성을 반전시킨 전원공급 관계도를 나타낸다. 이 제4b도의 도금법은 분할베어링 반제품의 내면측과 배면측의 차폐 불량이 있을 경우에 유효할 뿐만 아니라, 도금액 구성 성분의 이온화 경향에 관련하여 분할 베어링 배면에 도금욕 중의 귀금속 측의 금속이온이 무전해석출하는 경우에 이것을 방지할 수가 있다.
제4c도는 상기 제4a도 및 4b도가 자유롭게 선택될 수 있는 전원공급 관계도이다.
이하 실시예에 의하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
강보강층 상에 베어링용 알루미늄 합금을 로울 압접법에 의하여 압접한 후, 350℃에서 4시간의 소둔을 실시하여 바이메탈을 제조하였다. 다음에, 이 바이메탈을 절단하여 프레스 성형하고, 기계 가공의 공정을 거쳐 외경 56mm, 폭 26mm, 두께 1.5mm의 반원통형상의 분할 베어링 반제품을 얻었다. 이 분할베어링 반제품의 내면에 두께 5㎛, 배면에 두께 1㎛의 주석 표면층을 이하의 공정에 의하여 실시한다.
기계 가공 완료후의 분할 베어링 반제품을 통상의 용제 탈지방법에 의하여 탈지한 후, 제 1 도에 나타낸 바와 같은 분할 베어링 반제품을 반원통 형상으로 배치하여 조립한 지지구(a)를 준비하였다. 이어서, 이것을 통상의 반송식 자동 도금 장치에서 알루미늄 합금에 공지된 전처리인 알카리 에칭, 산침적, 아연 치환 처리후, 제 2 도, 제 3 도 및 제4a도에 나타낸 장치와 방법으로 베어링 내면에 공지의 와트 니켈 도금욕에 의하여 욕온도 50℃, 음극전류밀도 1a/dm2에서 두께 0.1-0.3㎛의 니켈 도금층을 실시하였다. 다시 제 2 도, 제 3 도 및 제4a도에 나타낸 장치와 방법을 사용하여 주석도금을 실시하였다.
주석도금욕의 조성 및 도금 조건을 다음에 나타낸다.
이상의 방법으로 얻어진 완성 베어링 제품의 주석 도금 두께의 분포를 제 1 표에 나타냈다.
[표 1]
주 1 : 주석 도금의 두께 측정은 코코우(Kocou)식 전해막 두께계에 의한다.
주 2 : 측정위치는 제5a와 제5b도에 나타낸다.
본 실시예에서는 내면측과 배면측의 도금 두께의 설정에 대하여 음극전류 밀도를 동일하게 하여 도금 시간을 변화시켜 행했으나, 전류밀도를 각각 변화시켜 직류전원에 적산 전류계를 부착하여 적산 전류치를 설정해도 도금 두께를 제어할 수 있다.
[실시예 2]
강보강층 상에 연청동합금분(cu-23 Pb-3.5 Sn)을 0.3mm의 두께로 소결하여 바이메탈을 제조하였다. 다음에 이 바이메탈을 절단하여 프레스 성형하고, 기계가공의 공정을 거쳐 외경 56mm, 폭 26mm, 두께 1.5mm의 분할 베어링 반제품을 제작하고, 실시예 1과 동일 도금 조건에서 내면에 1.5㎛의 니켈 도금을 실시하고, 다시 20㎛의 연합금 표면층(Pb-10 Sn-2 cu)을 도금하고, 배면측은 완전히 도금을 전착시키지 않도록 하였다.
즉, 기계 가공 완료후의 베어링 반제품을 통상의 용제 탈지 방법에 따라 탈지한 후, 제 1 도에 나타낸 바와 같이 18개의 분할 베어링 반제품을 반원통형상으로 배치하여, 조립된 지지구의 높이가 L=480mm의 반원통형상의 지지구(a)를 준비하였다. 이어서, 이것을 통상의 반송식 자동 도금 장치에서 통상의 공지된 전해탈지와 산침적을 행한후 제 2 도, 제 3 도, 제4b도에 나타낸 장치와 방법에 의하여 베어링 내면에 통상의 공지된 와트 니켈 도금욕에 의하여 욕온도 50℃, 음극 전류 밀도 6a/dm2에서 전해하여 1.5㎛의 니켈 도금을 실시하였다. 다시 제 2 도, 제 3 도, 제4c도에 나타낸 장치 및 방법으로 연합금 도금을 행했다.
연합금 도금욕의 조성 및 도금 조건을 다음에 나타낸다.
이상의 방법으로 얻어진 완성 베어링의 연합금 도금 두께의 분포를 제 2 표에 나타낸다.
제 2 표로 부터 명백한 바와 같이, 분할 베어링 반제품에 배면측에 통전하지 않는 것은 내면측의 직류 전류의 일부가 배면측으로 누출되어 표류 전류를 발생시키고, 또 도금욕중의 동이온의 무전해 석출에 의하여 1 내지 3㎛의 도금이 석출하고 있다. 그러나 분할베어링의 배면측을 양극으로 하고 쌍극을 설치하여 전류 밀도를 올려가면 배면의 도금이 석출하지 않게 되나, 이때의 전류치를 전류밀도로 환산하면 내면전류 밀도(DK)의 5 내지 10%로써 이것을 넘으면 강보강층의 전해부식이 시작되고, 15%에서 현저하게 거칠기(조도)가 커진다.
따라서, 배면의 전류밀도(Da)는 내면의 전류밀도(DK)에 대하여 5 내지 10%(바람직하게는 5 내지 7%) 정도였다.
[표 2]
1) 연합금 도금의 두께를 정밀하게 측정하기 위하여, 각 측정 위치의 도금을 일부 완전하게 용해하고, 용해하고 있지 않은 부분과의 단차를 거칠기 게이지(종의 배율 : 5000배, 횡의 배율 : 2배)로 측정하여 구했다.
2) 배면 거칠기는 측정위치의 배면측을 축방향으로 거칠기 게이지(종 : 2000배, 횡 : 20배)로 측정하였다.
3) 측정위치는 제 5 도와 동일하나, 축방향을 중앙으로 하였다.
니켈 도금 두께도 공정의 도중에서 빼내어 측정했으나, 1.5㎛±0.1㎛이내였기 때문에 설명은 생략하였다.
이상으로 부터 본 발명의 방법은 양극의 교환이 필요 없고, 또 자동도금 장치로 실시할 수 있고, 박스형 도금 케이스의 반송이 불필요하기 때문에 장치는 소형화 할 수 있고, 또 박스형 도금 케이스의 반송이 불필요하기 때문에 도금 케이스의 반송에 의해 도금액이 도금욕으로 부터 나오지 않고, 도금 케이스 비용, 공해 대책면, 보수의 면, 전체의 설비 비용의 면에서 볼때 극히 유리함과 동시에 상기와 같은 도금 정밀도가 좋고, 내외면에 자유롭게 전처리 및 도금을 할수 있어 예측한 문제점 이상의 많은 문제점을 해결할 수 있었다.

Claims (7)

  1. 강보강층상에 고착된 동 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 베어링층을 사전에 각각 갖는 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면처리 방법에 있어서, 다수의 분할 베어링 반제품(1)이 지지구(A)에 적층되는 단계와, 지지구(A)가 개폐될 수 있으며 전처리조 및 도금조내에 장착되는 다수의 도금케이스(B)에 연속하여 삽입되는 단계로 이루어져서, 중간도금층 및 표면층이 분할베어링 반제품상에 연속적으로 형성되는 것을 특징으로하는 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면 처리방법.
  2. 분할베어링 반제품(1)을 적층하여 배열하고 이들을 지지하며 내부에 수용되는 분할 베어링 반제품(1)과 함께 반송될 수 있는 적어도 하나의 지지구(A)와, 개폐될 수 있으며 전처리조 및 도금조내에 장착되고 분할 베어링 반제품(1)과 함께 지지구(A)를 개방된 위치에서 수용하거나 또는 분할 베어링 반제품(1)의 전처리나 도금을 폐쇄된 위치에서 허용하면서 이동을 위해 해제하는 다수의 도금케이스(B)와, 전처리조 및 도금조 내에 장착된 각 도금케이스(B)를 개폐하는 개폐 자재장치(100)로 이루어진 것을 특징으로 하는 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면 처리장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 도금케이스(B)가 분할 베어링 내면측의 붙임판(6)과 분할 베어링 배면측의 붙임판(9)을 구비하고, 이 붙임판들 사이에서 분할 베어링 반제품(1)과 함께 지지구(A)가 전처리 또는 도금을 위해 수용될 수 있으며, 이 붙임판들의 한 단부가 서로 힌지(10)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면 처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 분할 베어링 내면측의 붙임판이 슬릿(7)과 차폐판(8)을 구비한 것을 특징으로 하는 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면 처리장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 개폐자재장치(100)는 분할 베어링 내면측의 붙임판(6)과 배면측의 붙임판(9)이 힌지(10)을 중심으로 선회될 수 있고 이에 따라 도금케이스(B)를 개폐하기 위하여 개폐자재장치에 의하여 서로를 향하여 이동하고 또 이탈하여 이동하도록 하는 방식으로 두 붙임판(6과 9)에 연결된 것을 특징으로 하는 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면 처리장치.
  6. 제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 지지구(A)가 로드(5)에 의하여 연결되는 상측의 플레이트(3)와 하측의 플레이트(4)로 이루어지며, 이들 플레이트(3와 4) 사이에서 반원통형상을 형성하도록 적층된 분할 베어링 반제품(1)이 조여질 수 있는 것을 특징으로 하는 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면 처리장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상측의 플레이트(3)가 도전성을 가지고 또 로드(5)와 전기적으로 절연되어 있을 뿐만 아니라 분할 베어링 반제품(1)에 전류를 공급하기 위한 리이드(2)에 연결된 것을 특징으로 하는 분할형 미끄럼 베어링 반제품의 표면 처리장치.
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