KR940011706B1 - 침탄열처리로에서의 일괄 작업이 가능한 링기어의 열처리용 지그 및 이에 의한 열처리 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

침탄열처리로에서의 일괄 작업이 가능한 링기어의 열처리용 지그 및 이에 의한 열처리 방법

제 1 도는 본 발명에 의한 열처리 지그를 보인 사시도.

제 2 도는 본 발명에 의한 열처리 지그의 A-A선 단면도.

제 3 도는 본 발명에 사용되는 침탄열처리로의 개략적인 구조를 보인 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 링기어 2 : 재치간

3 : 지지간 4 : 보조지지간

5 : 환형판

본 발명은 전세척, 예열, 승온, 침탄, 확산, 균열, 퀀칭, 후세척, 탬퍼링이 모든 열처리 공정을 연속 침탄로나 배치타입 침탄로등 침탄열처리로에서 처리완료될 수 있도록 하는 일괄작업이 가능한 링기어의 열처리용 지그 및 이에 의한 열처리 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 주로 차량의 동력 전달을 위하여 사용되는 대형의 링기어는 퀀칭과정에서 배면의 뒤틀림 현상이 심하므로 부득이 프레스 퀀칭(PRESS QUENCHING)을 실시하고 있으며, 이러한 프레스 퀀칭은 링기어의 투쓰 내측에 이너링, 투쓰 외측에 아우터링, 투쓰 내경측에는 익스펜터와 펀치를 사용하여 어느 정도의 압력으로 눌러준 상태에서 퀀칭을 실시함으로써 뒤틀림을 방지할 수 있도록 하였던 것이다.

이러한 프레스 퀀칭을 위하여 부득이 가공된 상태의 링기어를 전세척, 예열, 승온, 침탄, 확산, 균열시킨 후 스로트 도어를 열고 링기어를 꺼낸 다음 별도의 퀀칭머신에 장입하여 퀀칭하여야 하는 것이어서 적어도 2인 1조의 작업인원이 주야 교대로 이러한 작업 수행하여야 하므로 인건비의 부담이 과중하게 되며, 로의 스로트 도어를 개폐함에 따른 부위기 가스의 방출로 분위기 조절이 어렵게 되는 것이고, 이에 따라 로내의 그으름 발생량의 증가로 가동시간이 단축되고 또한 제품의 품질저하의 원인이 되며, 이러한 링기어의 취급과정에서 중량체인 링기어를 파트 셔블(PART SHOVEL)을 이용하여 옮기는 작업은 작업자의 체력소모가 많게 되어 힘겹게 되므로 작업 능률이 저조한 것이고 더욱이 이러한 과정에서 링기어를 떨어뜨리는 경우에는 링기어가 파손되어 사용할 수 없는 불량품이 되는 것이다.

또한, 스로트 도어를 여는 순간 정전시등에 유입된 공기와 결합된 고온의 가스가 폭발되는 경우도 있으며, 이 경우 작업자가 화상을 입게 되는 사고가 발생되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 아울러 이러한 종래의 열처리 방법에 의하면 링기어의 모델이 변경되는 경우마다 프레스 퀀칭을 위한 별도의 아우터링과 이너링 그리고 익스펜터 및 펀치 등의 공구가 다시 준비되어야 한는 번거로움과 경제적 부담을 안게 되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 이러한 문제점들을 감안하여 침탄열처리로에서 링기어의 모든 열처리 공정이 완료될 수 있도록 함으로서 링기어의 인출과 장입 그리고 아우터링과 이너링, 익스펜더 및 펀치의 조작을 위한 작업자가 불필요하도록 하여 인건비의 부담을 줄이고 안정된 품질의 제품을 생산할 수 있도록 함을 목적으로 하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 퀀칭시에 사용하는 지그의 지지간 하방에 별도의 환형판을 설치하고 퀀칭과정에서 순환되는 오일이 정체되도록 하여 링기어의 배면 오일이 원활하게 순환되는 다른 부분보다 냉각속도가 늦도록 함으로써 변형량이 감소될 수 있도록 하여 이너링과 아우터링, 익스펜더 및 펀치등으로 링기어를 압박하는 등의 조작이 불필요하므로 침탄열처리로의 퀀칭탱크에서 퀀칭이 완료될 수 있도록 하여 침탄열처리로의 내부에 열처리와 관련된 일체의 공정이 실시될 수 있도록 함으로써 달성될 수 있는 것으로 이를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도에 본 발명에 사용하는 침탄열처리로의 개략도를 보였다.

이에서 확인되는 바와 같이 본 발명에서는 링기어(1)가 컨베이어를 타고 유입되어 먼저 전세척기에 도달되며 이에서 링기어(1)의 치절작업시등에 사용한 절삭유동의 불순물을 제거하기 위하여 알칼리성 세제를 75℃ 내지 85℃로 가열하여 전세척을 실시한 다음 링기어(1)에 잔존하는 수분을 제거하고 로내에서 급격한 가열을 방지하기 위하여 300℃ 내재 350℃의 온도범위에서 가열하는 예열로에서의 예열을 실시하게 되는 것이다.

이어서 강재의 표면에 카본을 침투시키는 침탄공저을 실시하여야 하는데 이를 위하여 침탄이 가능한 920℃까지 가열시키는 승온 공정을 실시하기 위하여 승온구역으로 진입하는 것이다.

이에서 가열된 링기어(1)는 침탄구역으로 진입하여 C.P(CARBON POTENTIAL) 1%, 925℃ 내지 935℃의 분위기에서 7시간동안 가열하여 카본이 링기어(1)의 표면으로 확산 침투되도록 하는 침탄공정을 실시하는 것이다.

이어서 링기어(1)의 표면에서의 거리에 따라 카본의 농도구배가 불균일하게 되어 있으므로 이를 고르게 하기 위한 확산구역을 통과하여야 하는 것이며 이에서는 C.P 0.9%, 925℃ 내지 953℃의 온도 분위기에서 1시간동안 가열하여 확산 공정을 완료할 수 있게 되는 것이다.

이러한 확산 공정이 실시된 다음 균열구역에 진압하여 퀀칭전에 표면경도, 내부경도, 경화층 깊이등 원하는 링기어(1)의 열처리 사양을 얻기 위하여 855℃ 내지 865℃의 온도로 1시간동안 유지하는 균열 공정을 실시하게 되는 것이다.

이어서 링기어(1)를 퀀칭하기 위한 퀀칭탱크에 넣어 퀀칭을 실시하게 되는 것이다.

이러한 본 발명에 의한 퀀칭공정에서는 제 1, 2도로 보인 바와 같이 링기어(1)를 재치하기 위한 재치간(2)과는 별도로 그 하방에 별도의 지지간(3)과 보조지지간(4)을 형성하고 이에 소정의 두께를 갖는 환형판(5)이 설치되도록 한 것이어서, 퀀칭탱크의 내부를 순환하는 오일이 링기어(1)의 다른 부위에는 빠른 속도로 순환할 수 있게 되는 것이나 링기어(1)의 배면과 환형판(5)의 사이에는 정체상태를 보이게 되므로 필연적으로 냉각속도가 늦어지게 되는 것이다.

따라서 냉각속도가 늦은 부위의 변태 응력에 따른 부피 팽창과 열응력에 의한 변형동 변형량이 적으므로 배면의 변형량을 감소시켜 프레싱 퀀칭을 실시하지 않더라도 균일한 규격의 링기어(1)를 생산할 수 있게 되는 것이다.

아울러 이때 보조지지간(4)은 규격이 큰 환형판(5)이 고온의 분위기에서 하방으로 처짐으로써 환형판(5)이 변형됨을 막아주게 되는 것이다.

아울러 이러한 본 발명에 사용되는 지그의 환형판(5)은 외주측의 두께와 내주측의 두께보다 얇게 하거나 환형판(5)의 외경을 링기어(1)의 외경보다 약간 작게하여 링기어(1)의 외주측에서 오일이 더욱 정체되도록 함으로써 링기어(1) 내외경부의 냉각속도를 적절히 유지시켜 변형량을 더욱 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

이어서, 퀀칭이 완료된 링기어(1)는 퀀칭시의 오일을 제거하여야 하므로 후세척기에서 세척을 실시하고 퀀칭시 발생한 잔류 응력을 제거하기 위하여 템퍼링로에서 200℃ 이하의 온도로 2시간동안 가열하는 템퍼링을 실시함으로써 열처리 완료된 링기어(1)를 얻을 수 있게 되는 것이고, 이와 같이 된 링기어(1)는 컨베이어에 재치되어 외부로 이송되는 것이다.

아울러 본 발명에서는 배치타입로를 이용하여 전술한 바와 같은 열처리 지그를 이용한 열처리 공정을 실시할 수 있으며, 이때에는 별도의 전세척기, 후세척기 및 템퍼링로를 이용하여야 함은 물론이다.

이러한 열처리 과정에서 본 발명에서는 프레스 퀀칭을 실시하지 않더라도 링기어(1)의 규격 대소에 관계없이 변형량을 최소화하여 열처리할 수 있게 되는 것이어서 프레스 퀀칭머신을 이용하는 경우와 같이 로에서의 링기어(1) 인출과 퀀칭머신으로의 장입을 위한 작업자가 불필요하게 되어 인건비의 절감이 가능하고 안전사고 발생 우려가 없으며, 특히, 이러한 본 발명에서는 링기어(1)에 압력을 가하여 변형을 방지하는 프레스 퀀칭과는 달리 열처리 과정에서 링기어(1)의 지지를 위한 지그가 단순히 링기어(1)를 지지하는 기능외에 특히 링기어(1)의 부위에 따라 냉각속도를 다르도록 함으로써 링기어(1)에서 발생하는변형자체가 감소되도록 하는 것이므로 그 결과 이너링과 아우터링, 익스펜더 및 펀치등을 갖춘 고가의 퀀칭머신이 불필요하게 되는 것이고, 프레스 퀀칭의 경우와 같은 로에서의 링기어(1) 인출시에 분위기 가스 방출로 인한 내부 분위기 불안정으로 열처리 품질의 불균일이 초래될 염려가 없게 되는 것이어서 제품의 품질 안정에 기여할 수 있게 되는 것이며, 더욱이 이러한 본 발명에 의하면 링기어(1)의 종류나 모델에 무관하게 하나의 침탄열처리로를 이용하여 열처리가 가능하므로 시설비용의 부담을 크게 줄일 수 있게 되는 등의 다대한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 링기어(1)를 재치하기 위한 재치간(2)과는 별도로 그 하방에 별도의 지지간(3)과 보조지지간(4)을 형성하고 이에 환형판(5)이 재치되도록 함을 특징으로 하는 침탄열처리로에서의 일괄작업이 가능한 링기어의 열처리용 지그.
2. 링기어(1)의 치절 작업시등에 사용한 절삭유등의 불순물을 제거하기 위하여 알칼리성 세제를 75℃ 내지 85℃로 가열하여 전세척을 실시한 다음 링기어(1)에 잔존하는 수분을 제거하고 로내에서 급격한 가열을 방지하기 위하여 300℃ 내지 350℃의 온도범위내에서 예열을 실시한 후 이어서 침탄이 가능한 920℃까지 가열시키는 승온공정을 실시하고 C.P(CARBON POTENTIAL) 1%, 925℃ 내지 935℃의 분위기에서 7시간동안 가열하여 카본이 링기어(1)의 표면으로 확산 침투되도록 하는 침탄공정을 실시하며, 링기어(1)의 표면에서의 거리에 따라 카본의 농도 구배가 고르게 되도록 하기 위하여 C.P 0.9%, 925℃ 내지 935℃의 온도 분위기에서 1시간동안 가열하여 확산 공정을 실시하고 표면경도, 내부경도, 경화층 깊이등 원하는 링기어(1)의 열처리 사양을 얻기 위하여 855℃ 내지 865℃의 온도로 1시간 동안 가열하는 균열 공정을 실시하며, 퀀칭탱크에 링기어(1)를 넣어 링기어(1)를 재치하기 위한 재치간(2)과는 별도로 그 하방에 별도의 지지간(3)과 보조지지간(4)을 형성하고 이에 소정의 두께를 갖는 환형판(5)이 설치되도록 한 지그를 사용하여 퀀칭함으로써 링기어(1)의 배면과 환형판(5)의 사이에는 순환되는 오일의정체상태를 발생시켜 링기어(1) 배면의 냉각속도가 여타부위의 냉각속도에 비하여 느리도록 하고, 후세척기에서 세척을 실시한 다음 탬퍼링로에서 200℃ 이하의 온도로 2시간동안 가열하는 탬퍼링을 실시함을 특징으로 하는 침탄열처리로에서의 일괄작업이 가능한 링기어의 열처리 방법.