KR101433264B1 - 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법은, 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법에 있어서, 상기 로드의 표면을 회전하는 버핑 휠로 연마하는 제1버핑 단계; 상기 제1버핑 단계 후에 수행되며 상기 로드의 표면에 경질 크롬 도금을 수행하는 도금 단계; 상기 도금 단계 후에 수행되며 상기 로드를 가열로에 장입하고 가열한 후 냉각하는 가열 단계; 및 상기 가열 단계 후에 수행되며 상기 로드의 도금 표면을 버핑 휠로 연마하는 제2버핑 단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법{A Surface treatment method for rod of hydraulic cylinder}
본 발명은 유압 실린더 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 유압 실린더용 로드의 표면처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유압 실린더는 유압펌프에서 발생된 유압의 힘을 이용하여 실린더 내로 유체를 투입하고, 그 투입된 유압의 힘으로 피스톤을 밀어 피스톤이 움직이면, 이러한 피스톤의 움직임을 로드로 전달받아 기계적 왕복운동을 발생시키는 중요한 기계 요소의 일종이다.
이와 같은 유압 실린더 장치에서 유압에 의해 왕복운동을 하는 구성요소는 로드와 피스톤이다. 로드와 피스톤은 실린더 내에서 유압에 의해 이동하는데, 이와 같은 왕복 운동의 행정의 말단 위치에서는 실린더의 단부에 설치된 로드 커버나 헤드 커버에 비교적 큰 충격력으로 충돌하게 된다.
유압 실린더 장치를 구성하는 로드는 실린더의 로드 커버에 마련된 통로를 따라 기밀성을 유지하면서 왕복운동을 하는 부재이다. 또한, 상기 로드의 외주면에는 피스톤, 피스톤 너트, 쿠션 링 등과 같은 각종 부속품들이 결합한다. 따라서, 상기 로드의 외주면에 이물질이 부착되거나 흠집 등의 손상이 발생하여서는 안 된다. 따라서, 상기 로드의 외주면은 버핑(buffing) 연마 공정을 필수적으로 행하게 된다. 이와 같은 연마 공정에 적용되는 버핑 장치의 일 예가 공개특허 제2010-0063482호에 개시되어 있다.
유압 실린더 장치의 로드를 연마하는 공정은 다음과 같다. 즉, 종래에는 유압 실린더를 기계 가공한 후에 버핑 연마를 수행한다. 그리고 로드의 표면에 경질 크롬 도금을 한다. 도금이 된 로드의 표면은 다시 한 번 버핑 연마를 수행한다.
이와 같은 종래의 유압 실린더 장치용 로드의 표면 처리 방법에 의해 제조된 유압 실린더의 표면은 도금 후 버핑 연마 공정에서 도금 단면에 크랙(crack)이 형성되어 도금 표면이 거칠게 형성되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법을 개선함으로써 도금 표면이 부드럽게 형성된 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법은, 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법에 있어서,
상기 로드의 표면을 회전하는 버핑 휠로 연마하는 제1버핑 단계;
상기 제1버핑 단계 후에 수행되며 상기 로드의 표면에 경질 크롬 도금을 수행하는 도금 단계;
상기 도금 단계 후에 수행되며 상기 로드를 가열로에 장입하고 가열한 후 냉각하는 가열 단계; 및
상기 가열 단계 후에 수행되며 상기 로드의 도금 표면을 버핑 휠로 연마하는 제2버핑 단계;를 포함한 점에 특징이 있다.
상기 가열 단계에서의 온도는 170℃ 내지 190℃로 유지한 상태에서 4시간 가열하는 것이 바람직하다.
상기 가열 단계에서 수행하는 냉각 방식은 공랭식인 것이 바람직하다.
상기 제1버핑 단계 또는 상기 제2버핑 단계에서 채용되는 버핑 휠의 연마층은 피아노선으로 보강된 고무로 구성된 것이 바람직하다.
상기 제1버핑 단계 또는 상기 제2버핑단계에서 채용되는 버핑 휠의 연마층은 부직포 필라멘트에 연마재로 산화크롬(Cr2O3) 분말이 결합된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법은, 로드의 표면에 경질 크롬 도금 후 가열 단계를 거침으로써 도금 면에 형성된 크랙을 응집하도록 한 후 버핑 연마를 하여 도금 표면에 크랙이 부드럽고 희미하게 형성되도록 함으로써 표면 특성이 우수한 로드를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법의 공정도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1버핑 단계 또는 제2버핑 단계에서 채용되는 버핑 휠의 단면 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 2에 대응되는 도면으로서 다른 구조의 버핑 휠의 단면 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 방법에 의해 제조된 로드와 종래의 방법에 의해 제조된 로드의 표면의 주사전자현미경 사진을 비교한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법의 공정도이다. 도 2는 도 1에 도시된 제1버핑 단계 또는 제2버핑 단계에서 채용되는 버핑 휠의 단면 구조를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2에 대응되는 도면으로서 다른 구조의 버핑 휠의 단면 구조를 보여주는 도면이다. 도 4는 도 1에 도시된 방법에 의해 제조된 로드와 종래의 방법에 의해 제조된 로드의 표면의 주사전자현미경 사진을 비교한 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법은 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법으로서, 제1버핑 단계(S10)와, 도금 단계(S20)와, 가열 단계(S30)와, 제2버핑 단계(S40)를 포함한다.
상기 제1버핑 단계(S10)에서는 주조 또는 기계 가공된 로드의 표면을 회전하는 버핑 휠로 연마한다. 상기 제1버핑 단계(S10)에서 채용되는 버핑 휠(10)은 도 2 및 도 3에 도시된 구조를 가질 수 있다. 도 2에 도시된 버핑 휠(10)은 중심부에 알루미늄과 같은 금속 재질로 이루어진 지지 코어(20)가 배치된다. 상기 지지 코어(20)의 외주면을 따라 그 지지 코어(20)의 반지름 방향으로 탄성층(30)이 배치된다. 상기 탄성층(30)은 버핑 연마 과정에서 버핑되는 면에 고른 압력이 가해지도록 마련된 것이다. 상기 탄성층(30)은 예컨대 스펀지 재질이 채용될 수 있다. 상기 탄성층(30)의 외주면을 따라 연마층(40)이 배치된다. 상기 연마층(40)은 피아노선으로 보강된 고무로 구성될 수 있다. 피아노선은 고탄소강으로 제조된 고강도의 선재이다. 상기 연마층(40)이 고무로 구성된 경우에는 종래의 사포 재질에 비하여 로드 표면에 크랙(crack)과 같은 흠집을 감소시키는 효과가 있다. 한편, 도 3에 도시된 버핑 휠(10)은 중심부에 지지 코어(20)가 배치된다. 그리고 지지 코어(20)의 외주면을 따라 연마층(40)이 바로 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 연마층(40)은 부직포로 된 필라멘트(filament)에 연마재로 산화크롬(Cr2O3) 분말이 결합된 것이 바람직하다. 상기 부직포와 산화크롬을 결합하기 위한 결합재로서 폴리비닐알콜(PVA, PolyVinyl Alcohol)이 첨가될 수 있다. 도 3에 도시된 버핑 휠(10)은 산화크롬 분말과 액상의 송진(resin)을 부피비로 80% : 20%로 혼합하여 제1혼합물을 제조한다. 그리고, 분말 상태의 산화크롬 또는 다른 연마재와, 분말 상태의 부직포 필라멘트와, 액상의 송진과, 액상의 접착제를 부피비로 40%:30%:10%:20%로 혼합한 제2혼합물을 제조한다. 그리고 상기 제1혼합물과 상기 제2혼합물을 섞은 후 금형에 부어 버핑 휠 형태로 제조한다. 금형에 의해 제조된 버핑 휠의 외면이 거친 경우에는 범용 선반으로 후 가공을 하여 버핑 휠의 외면을 부드럽게 처리할 수 있다.
상기 도금 단계(S20)는 상기 제1버핑 단계(S10) 후에 수행된다. 상기 도금 단계(S20)에서는 상기 로드의 표면에 경질 크롬 도금을 수행한다. 상기 도금 단계(S20)에 적용되는 도금 방법은 종래에 공지된 경질 크롬 도금 방법을 적용할 수 있으므로 상세한 서술은 생략하기로 한다.
상기 가열 단계(S30)는 상기 도금 단계(S20) 후에 수행된다. 상기 가열 단계(S30)는 본 발명의 특징을 부여하는 주요한 공정이다. 상기 가열 단계(S30)에서는 상기 로드를 가열로에 장입하고 가열한 후 냉각한다. 상기 가열 단계(S30)에서의 온도는 170℃ 내지 190℃로 유지한 상태에서 4시간 가열하는 것이 바람직하다. 상기 가열 단계(S30)에서 온도가 170℃ 미만인 경우에는 도금 표면에 존재하는 크랙의 이동이 잘 일어나지 않는 문제점이 있다. 상기 가열 단계(S30)에서 온도가 190℃를 초과하는 경우에는 크랙의 이동이 지나치게 빨라 다수의 크랙이 결합함으로써 바람직하지 않게 큰 흠집이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 한편, 상기 가열 단계(S30)에서 가열 시간을 4시간 정도로 하는 것이 반복된 실험 결과 최적의 결과를 보여 주었다. 상기 가열 단계(S30)에서 수행하는 냉각 방식은 공랭식이 바람직하다. 상기 가열 단계(S30)에서 가열로에 장입된 로드를 가열한 후 가열로를 개방하여 공기에 의해 상온까지 자연 냉각을 행한다. 상기 가열 단계(S30)에 의해 상기 제1버핑 단계(S10)나 상기 도금 단계(S20)에서 형성된 크랙이 이동하여 서로 응집되는 것으로 관찰되었다.
상기 제2버핑 단계(S40)는 상기 가열 단계(S30) 후에 수행된다. 상기 제2버핑 단계(S40)는 상기 로드의 도금 표면을 버핑 휠로 연마한다. 상기 제2버핑 단계(S40)에서 적용하는 버핑 휠은 상기 제1버핑 단계(S10)에서 서술한 버핑 휠이 적용될 수 있다. 상기 제2버핑 단계(S40)에 의해 로드의 표면에 형성된 크랙을 밀봉하는 효과가 있는 것으로 관찰되었다.
이상과 같은 공정에 의해 제조된 유압 실린더용 로드의 표면 사진이 도 4에 도시된다. 도 4를 참조하면 본 발명에 의해 제조된 유압 실린더용 로드의 표면은 종래의 방법에 의해 제조된 로드에 비하여 표면에 형성된 크랙의 흔적이 희미하고 부드러운 표면을 보여주고 있다. 결과적으로 본 발명에 따른 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법은 종래의 방법에 의해 로드의 표면 조도가 향상되고 크랙을 밀봉하여 부드러운 표면 구조를 가진 로드를 제공하는 효과가 있다. 즉, 본 발명에 따른 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법은, 로드의 표면에 경질 크롬 도금 후 가열 단계를 거침으로써 도금 면에 형성된 크랙을 응집하도록 한 후 버핑 연마를 하여 도금 표면에 크랙이 부드럽고 희미하게 형성되도록 함으로써 표면 특성이 우수한 로드를 제공하는 효과가 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.
10 : 버핑 휠
20 : 지지 코어
30 : 탄성층
40 : 연마층
S10 : 제1버핑 단계
S20 : 도금 단계
S30 : 가열 단계
S40 : 제2버핑 단계

Claims (5)

  1. 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법에 있어서,
    상기 로드의 표면을 회전하는 버핑 휠로 연마하는 제1버핑 단계;
    상기 제1버핑 단계 후에 수행되며 상기 로드의 표면에 경질 크롬 도금을 수행하는 도금 단계;
    상기 도금 단계 후에 수행되며 상기 로드를 가열로에 장입하고 가열한 후 냉각하는 가열 단계; 및
    상기 가열 단계 후에 수행되며 상기 로드의 도금 표면을 버핑 휠로 연마하는 제2버핑 단계;를 포함하며,
    상기 버핑 휠은 산화크롬 분말과 액상의 송진(resin)을 혼합하여 제1혼합물을 제조하고, 분말 상태의 연마재와, 분말 상태의 부직포 필라멘트와, 액상의 송진과, 액상의 접착제를 혼합한 제2혼합물을 제조하고, 상기 제1혼합물과 상기 제2혼합물을 섞은 후 금형에 부어 버핑 휠 형태로 제조된 것을 특징으로 하는 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 단계에서의 온도는 170℃ 내지 190℃로 유지한 상태에서 4시간 가열하는 것을 특징으로 하는 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가열 단계에서 수행하는 냉각 방식은 공랭식인 것을 특징으로 하는 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1버핑 단계 또는 상기 제2버핑 단계에서 채용되는 버핑 휠의 연마층은 피아노선으로 보강된 고무로 구성된 것을 특징으로 하는 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1버핑 단계 또는 상기 제2버핑단계에서 채용되는 버핑 휠의 연마층은 부직포 필라멘트에 연마재로 산화크롬(Cr2O3) 분말이 결합된 것을 특징으로 하는 유압 실린더용 로드의 표면 처리 방법.
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