KR940006496B1 - 저온 침탄질화에 의한 고 내구한도의 엔진 밸브 스프링의 제조방법 - Google Patents

저온 침탄질화에 의한 고 내구한도의 엔진 밸브 스프링의 제조방법 Download PDF

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Abstract

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Description

저온 침탄질화에 의한 고 내구한도의 엔진 밸브 스프링의 제조방법
본 발명은 저온 침탄질화에 의한 고 내구한도의 엔진 밸브 스프링의 제조방법에 관한 것이다.
엔진 밸브 스프링은 일반적으로 템퍼드 마르텐사이트(Temperd martensite) 조직의 오일 템퍼선이나 피아노선을 이용하여 냉간으로 성형하며 냉간 가공으로 인한 응력을 제거하기 위하여 저온 소둔을 실시한후 내피로성을 높이기 위한 숏트피닝을 실시하여 표면층에 압축잔류응력을 발생시킴으로써 표면층을 강화하여 내피로성을 향상시키고 영구변형의 방지 및 스프링고를 맞추기 위하여 세팅을 실시하여 제조하였다.
종래의 방법을 공정순에 의해 나열하면, 오일텐퍼선-코일성형-저온소둔-좌면연마-숏트피닝-세팅-방청-출하 순이다.
스프링의 내구한도를 높이기 위해서 표면부의 피로깃점 발생을 억제시키는 것이 중요하며 이를 위해 재료표면의 미세 탈탄부 및 노치부를 소멸시키고 높은 압축잔류응력을 생성시켜 표면부를 강화시키므로써 내피로성을 향상시키는 것이 필요하다.
때문에 본 발명에서는 코일성형시 발생한 응력을 제거하기 위해 실시하는 저온소둔(강의 변태점이하) 온도내에서 표면부를 강화시키기 위해 복합가스(NH3,CO2,N)를 이용한 침탄질화를 실시하되 일정조건의 공정범위를 부여하여 스프링 재료 표면에 질화 화합물의 생성으로 인한 내마모, 내식성을 향상시키고 질화확산층을 생성시켜 표면경도를 높여 크립(creep) 특성을 향상시키며, Fe 격자내에 침입형으로 고용된 질소원자에 의한 격자 스트레인의 발생으로 압축잔류응력을 높게 형성시켜 내피로성을 현저히 향상시키는 방법으로, 고온하에서 반복하중을 받는 엔진 밸브 스프링의 내피로, 내마모, 내식성등 스프링의 특성을 종래의 방법보다 약 30% 정도 향상시키는 것이며, 침탄질화제는 NH3,CO2,N을 복합한 가스를 사용하며 본 가스 분위기에서 390℃-450℃ 온도에서 수십분에서 수시간 스프링작용을 유지하게 한 것이다.
본 발명은 시간의 증가와 온도를 높임에 따라 비례적으로 질화층이 일정한도까지 증가하나 그 이후는 증가율이 둔화된다.
또한 처리후 급냉시키므로 취약한 질화확산층내에 FE4N의 생성을 저지시킨다.
저온질화처리로 인한 현미경 조직상의 변화가 거의 없으며 표면에 극히 얇은 화합물층을 관찰할 수 있으나 질화 확산층을 현미경으로 관찰할 수 없어 마이크로 하드니스 시험기(Micro hardness Tester)를 사용하여 표면에서부터 심부방향으로 미세간격으로 측정을 하면 재료 표면부의 경화층을 확인할 수 있다.
또 이미 알려진 일본 특개평 1-129957호와 동 제298146호는 특정 가스로서 소재강에 대하여 표면처리하는 기술이나 이는 본 발명과 같이 엔진 밸브 스프링을 제조하는데 대한 구체적 기술이 되지 못하여 엔진 밸브 스프링 제조에 무관한 것이다.
본 발명은 엔진 밸브 스프링 제조에 관한 종래의 결점을 제거키 위한 것이다.
그 요지를 공정순에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
오일템퍼선-코일성형-저온침탄질화(390-450℃에서 4-7시간)-좌면연마-숏트피닝-세팅-방청-출하이며 본 발명을 실시예를 들어 기존품과 본 발명품의 비교표를 얻기 위해 엔진 밸브 스프링(SWOSC-V강종) 0 3.9mm 제품에 코일성형후 420CX20 분간 저온 소둔하여 좌면연마를 실시하고 390-450℃ 4-7시간 복합가스(NH3,CO2,N)에 의한 저온 침탄질화처리를 실시하였으며 이후 공정은 종래의 공정과 동일하게 숏트처리하고 세팅을 실시하여 종래 공정제품과 비교표를 작성하였다.
비교표는 아래와 같다.
이상과 같이 결과표에 나타난 기존품과 본 발명품과의 비교는 장시간(4-7시간) 저온질화 처리한 조직은 거의 변화가 없었으며 표면경도의 증가, 표면굴곡의 향상, 표면압축잔류응력의 현저한 증가 고하중시의 영구변형감소 내식성의 향상등이 있고 피로시험은, 1000만회에서 모두 절손이 없었으여 1000만회 시험후의 로드로스로 간접 평가한 결과 향상된 효과가 있는 것으로 확인되었다.

Claims (1)

  1. 엔진 밸브 스프링의 제조공정에 있어서, 오일템퍼선을 코일로 성형하고 복합가스를 이용하여 침탄질화 처리함에 있어서, 저온응력제거 소둔 온도범위(강의 변태점 이하)인 390-450℃로 4-7시간 저온 침탄질화처리하는 것을 특징으로 하는 저온 침탄질화에 의한 고 내구한도의 엔진 밸브 스프링의 제조방법.
KR1019920006744A 1992-04-22 1992-04-22 저온 침탄질화에 의한 고 내구한도의 엔진 밸브 스프링의 제조방법 KR940006496B1 (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109778067A (zh) * 2019-02-18 2019-05-21 西南交通大学 一种轨枕弹条的制备方法
CN110257761A (zh) * 2019-06-14 2019-09-20 武汉汇九厨具科技有限公司 一种无涂层耐磨防锈不粘铁锅及其制造工艺

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