KR101704429B1 - Method for manufacturing piston ring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유압 장치나 고성능 펌프 또는 중장비 등 큰 힘을 전달하는 피스톤용 피스톤링의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 강도와 더불어 탄성 및 그에 따른 복원력을 보유한 피스톤링을 제조할 수 있도록 한 피스톤링 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a piston ring for a piston that transmits a large force such as a hydraulic device, a high-performance pump, or a heavy equipment. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a piston ring having elasticity and a restoring force To a method of manufacturing a piston ring.
종래 일반적으로 사용되는 고성능 펌프나 중장비 등의 동력전달 장치에 사용되는 피스톤링은 피스톤과 실린더 내벽 사이의 기밀(氣密)을 유지하고 또 실린더 벽의 유압유를 긁어내려 유압유가 펌프의 부품 내부로 들어가지 않도록 하기 위하여 피스톤 바깥 둘레에 형성된 홈에 끼우는 링형 구조로서 일측 절개에 의한 절단부를 갖는 구성으로 제조된다.A piston ring used in a conventional high performance pump or a power transmission device such as a heavy equipment maintains the airtightness between the piston and the inner wall of the cylinder and scrape off the hydraulic oil on the cylinder wall so that the hydraulic oil flows into the parts of the pump A ring-shaped structure sandwiched between grooves formed on the outer periphery of the piston so as to prevent the piston from being cut off.
이러한 종래의 피스톤링은 경도가 HRC 56~58인 수준에 머물러 있는 것이 많으며, 피스톤링을 벌려 피스톤에 설치하는 과정에서 피스톤링의 절단부가 밀착되어 복원되지 않고 간극이 벌어지는 현상이 발생하였다.Such a conventional piston ring hardly stays at a hardness of HRC 56 to 58. In the process of installing the piston ring on the piston, there is a phenomenon that the cut portion of the piston ring is closely adhered and the gap is opened.
이와 같이, 피스톤링의 경도가 HRC 56~58인 수준에서는 피스톤링의 절단부가 탄성 복원이 충분하지 않으므로 절단부 측 간극이 기준치 이상으로 벌어지고, 이로 인하여 피스톤링이 전후진 운동을 하면 피스톤링이 꼬이거나 유격이 심하여 피스톤링이 실린더 벽을 손상시키거나 피스톤링 자체의 마모가 심각해져 큰 힘을 제대로 발휘하지 못하게 되는 문제점이 있었다.As described above, when the hardness of the piston ring is
또한, 피스톤링을 피스톤에 장착하는 일반적인 방법으로 피스톤링을 손으로 벌려서 피스톤에 밀어 넣는 방식을 사용하고 있는데, 이러한 방식은 피스톤링을 피스톤에 삽입하는 과정에서 스크래치를 유발하여 성능을 저하시키는 원인이 되고 손으로 작업하는 방식은 효율 또한 크게 떨어져 작업능률을 크게 저하시키는 문제점이 있었다.In addition, as a general method of attaching the piston ring to the piston, a method of pushing the piston ring into the piston by opening the piston ring by hand is used. This method causes scratches in the process of inserting the piston ring into the piston, And the efficiency of the operation by the hand is greatly decreased.
참고로, 대한민국 국방 품질원의 품질 기준에 따르면, 피스톤링의 재질을 질화강(SACM645)을 주된 소재로 하고 선택적 소재를 베어링강(SUJ2)으로 사용할 수 있도록 규정하고 있으며, 질화강(SACM645) 소재를 열처리하는 방법으로 질화 열처리하도록 규정하고 있다.For reference, according to the quality standard of Korea Ministry of Defense quality, piston ring material is defined as nitrided steel (SACM645) as main material and selective material as bearing steel (SUJ2), and nitrided steel (SACM645) And the nitriding heat treatment is carried out by the method.
하지만, 이러한 기준은 질화강 (SACM645) 소재로 질화 열처리를 하여 피스톤링을 제조할 경우 선진국에서 우수한 품질 기준으로 운영하는 경도 HRC 60 이상의 것을 만들 수 없다.However, these criteria can not be made with hardness of HRC 60 or higher, which is operated with high quality standards in developed countries, when nitriding heat treatment is performed on nitrided steel (SACM645).
다만, 대한민국 국방품질원이 선택적 소재를 제시하고 있는 베어링강(SUJ2) 소재를 사용할 경우 경도 HRC 60~64 이상의 우수한 피스톤링을 만들 수 있는데, 이는 선진국에서 기술을 독점해오고 있다.However, when Korea National Defense Quality Agency uses bearing steel (SUJ2) material with optional material, it can make excellent piston ring with hardness HRC 60 ~ 64, which has been monopolized in advanced countries.
이에, 국내에서도 독자적인 방법에 따라서 피스톤링의 표면과 심부(중심)의 경도 HRC 60~64까지 균일한 품질을 얻을 수 있는 기술 개발이 필요 및 요구되고 있다.Therefore, it is required in the domestic field to develop a technology to obtain uniform quality of HRC 60-64 hardness between the surface and the core of the piston ring according to the unique method.
덧붙여, 피스톤링 제조사인 보쉬 렉스로스의 경우 경도 HRC 55~60 수준에 해당하는 피스톤링을 제조하고 있는데, 피스톤에 피스톤링을 삽입 장착시 피스톤에 스크래치가 발생할 수 있기 때문에 피스톤의 표면을 코팅 처리하고 있으며, 이로 인해 코팅 추가공정이 발생됨과 더불어 코팅 추가비용이 발생되고 있다.In the case of Bosch Rexroth, a piston ring manufacturer, a piston ring is manufactured to a hardness of 55 to 60 HRC. Since the piston ring may be scratched when the piston ring is inserted into the piston, the surface of the piston may be coated Which results in additional coating costs and additional coating costs.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 높은 강도와 더불어 탄성 및 그에 따른 복원력을 보유한 피스톤링을 제조할 수 있도록 한 피스톤링 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a piston ring manufacturing method capable of manufacturing a piston ring having high strength, elasticity, and thus restoring force, which has been solved by solving the above-mentioned problems.
본 발명은 표면경도 및 심부(중심) 경도 HRC 60~64를 갖게 하는 피스톤링을 제조할 수 있도록 하며, 피스톤에 삽입 결합시 용이하게 삽입 및 탄성 복원력을 통해 간극이 발생되지 않고 밀봉상태를 유지할 수 있도록 하는 고품질의 피스톤링을 제조할 수 있도록 한 피스톤링 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention makes it possible to manufacture a piston ring having a surface hardness and a core portion hardness (HRC) of 60 to 64. It is possible to easily maintain a sealed state without causing a gap through insertion and elastic restoring force upon insertion into a piston Which is capable of manufacturing a high-quality piston ring that is capable of producing a high-quality piston ring.
본 발명은 피스톤 표면을 코팅 처리하지 않고도 용이하게 삽입하여 장착할 수 있도록 하며, 고강도 고탄성의 피스톤링을 제조할 수 있도록 한 피스톤링 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a piston ring manufacturing method capable of easily mounting and mounting a piston surface without coating treatment, and manufacturing a piston ring of high strength and high elasticity.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 피스톤링 제조방법은, (A) 베어링강을 조질 처리하되, 830℃~880℃에서 100~180분간 ?칭(quenching) 처리하고 620℃~660℃에서 150분~190분간 가열한 후 냉각시키는 단계; (B) 상기 조질 처리한 베어링강에 대해 선삭 가공하여 일정한 규격의 외경, 내경, V홈과 및 두께를 갖도록 형성하는 단계; (C) 상기 선삭 가공한 베어링강을 열처리하되, 800℃~865℃에서 30분~60분간 ?칭(quenching) 처리하고 140℃~185℃에서 70분~120분간 탬퍼링(tempering) 처리하는 단계; (D) 상기 열처리한 베어링강에 대해 25℃에서 -180℃까지 100~120분에 걸쳐 서서히 강하시킨 후 100~120분간 -180℃를 유지시켜 심냉 처리하는 단계; (E) 상기 심냉 처리한 베어링강을 140℃~180℃에서 100~120분간 탬퍼링 처리하여 조직을 안정화시키는 단계; (F) 상기 베어링강을 유압프레스에서 타발 금형을 이용하여 인출 및 지그 커팅기를 이용하여 커팅 처리함으로써 일측 절단부를 갖게 하는 단계; (G) 상기 절단부를 갖는 베어링강에 대해 양측단면을 평면 연삭 가공하여 평탄도를 일정하게 하는 단계; (H) 상기 평면 연삭 가공한 베어링강에 대해 바렐 연마하여 버(burr)를 제거하는 단계; (I) 상기 바렐 연마한 베어링강에 대해 외경을 원통 연삭 가공하는 단계; (J) 상기 원통 연삭 가공한 베어링강에 대해 광 바렐 연마하여 버(burr)를 제거 및 표면 조도를 극대화하는 단계; (K) 상기 광 바렐 연마한 베어링강을 열처리하되, 140℃~180℃에서 30~60분간 탬퍼링(tempering) 처리하여 탄성을 부여함과 더불어 조직을 안정화시키는 단계; (L) 상기 (K)단계를 거친 베어링강에 레이저 마킹을 통해 방향 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a piston ring, the method comprising: (A) subjecting a bearing steel to a quenching treatment at 830 ° C to 880 ° C for 100 to 180 minutes, Heating and cooling for 150 minutes to 190 minutes; (B) turning the tempered bearing steel to have a predetermined outer diameter, inner diameter, V-groove and thickness; (C) heat-treating the turned bearing steel, quenching at 800 ° C to 865 ° C for 30 minutes to 60 minutes, and tempering at 140 ° C to 185 ° C for 70 minutes to 120 minutes ; (D) slowly dropping the heat-treated bearing steel from 25 ° C to -180 ° C over a period of 100 to 120 minutes, then maintaining the temperature at -180 ° C for 100 to 120 minutes, (E) stabilizing the texture by subjecting the deep-cooling-treated bearing steel to a temperature of 140 ° C to 180 ° C for 100 to 120 minutes; (F) a step of cutting the bearing steel using a punching die in a hydraulic press and using a jig cutting machine so as to have one side cutting portion; (G) planarizing both end faces of the bearing steel having the cut portion to make the flatness constant; (H) barrel-polishing the flat-ground bearing steel to remove burrs; (I) cylindrical grinding the outer diameter of the barrel-polished bearing steel; (J) polishing the cylindrical bearing steel by light barreling to remove burrs and maximize surface roughness; (K) heat-treating the optical barrel-polished bearing steel, tempering at 140 to 180 ° C for 30 to 60 minutes to impart elasticity and stabilize the structure; (L) displaying a direction of the bearing steel through the laser marking in the step (K); And a control unit.
여기에서, 상기 (A)단계 내지 (L)단계를 통해 제조되는 피스톤링은 피스톤의 외면에 형성된 조립홈에 끼워 조립될 때, 간극(Gap)이 0~5/100mm를 유지되게 하고 진원도는 0.003mm~0.02mm를 유지하도록 제조하는 것을 특징으로 한다.Here, the piston ring manufactured through the steps (A) through (L) is inserted into an assembly groove formed on the outer surface of the piston, and the gap is maintained at 0 to 5/100 mm, and the roundness is 0.003 mm to 0.02 mm.
본 발명에 따르면, 베어링강 소재를 이용하여 높은 강도는 물론 탄성 및 그에 따른 복원력을 보유한 피스톤링을 제조할 수 있고, 표면경도 및 심부(중심)경도 HRC 60~64를 갖게 하는 고강도 고탄성의 피스톤링을 제조할 수 있으며, 피스톤에 삽입 결합시 용이하게 삽입 및 탄성 복원력을 통해 피스톤과 간극이 발생되지 않고 밀봉상태를 유지할 수 있는 고품질의 피스톤링을 제조할 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to manufacture a piston ring having a high strength, elasticity and a restoring force by using a bearing steel material, and to provide a piston ring with high strength and high elasticity, which has surface hardness and core portion hardness It is possible to provide a useful effect of manufacturing a high-quality piston ring that can maintain a sealed state without generating a gap with the piston through insertion and elastic restoring force when the piston is inserted and coupled.
본 발명은 피스톤 표면을 코팅 처리하지 않고도 용이하게 삽입하여 장착할 수 있는 피스톤링을 제공할 수 있으며, 국내에서도 독자적인 기술로 고품질의 피스톤링을 제조할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.The present invention can provide a piston ring that can be easily inserted and attached without coating the surface of the piston, and it is possible to achieve the usefulness of manufacturing a piston ring of high quality with a unique technology in Korea.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤링 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 공정 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process flow chart illustrating a method of manufacturing a piston ring according to an embodiment of the present invention. FIG.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명의 실시예에 따른 피스톤링 제조방법은 도 1에 나타낸 바와 같이, 조질 처리단계(S1), 선삭 가공단계(S2), 열처리 단계(S3), 심냉 처리단계(S4), 제1 탬퍼링 처리단계(S5), 커팅단계(S6), 평면 연삭단계(S7), 바렐 연마단계(S8), 원통 연삭단계(S9), 광 바렐 연마단계(S10), 제2 탬퍼링 처리단계(S11), 레이저 마킹단계(S12)를 포함하는 구성으로 이루어진다.The method of manufacturing a piston ring according to an embodiment of the present invention includes a tempering step S1, a turning step S2, a heat treatment step S3, a deep-cooling step S4, a first tampering step S3, A barrel polishing step S8, a cylindrical grinding step S9, a light barrel polishing step S10, a second tampering processing step S11, a cutting step S6, a planar grinding step S7, , And a laser marking step S12.
이러한 각 단계별 공정처리를 통해서는 표면경도 및 심부경도 HRC 60~64를 갖게 할 수 있는 등 고강도 처리와 더불어 고탄성의 기계적 특성을 갖게 할 수 있으며, 피스톤에 삽입하여 조립시 용이하게 삽입 및 탄성 복원력을 통해 피스톤 측과 간극이 발생되지 않고 밀봉상태를 유지할 수 있는 고품질의 피스톤링을 제조할 수 있다.Through these step-by-step processing, it is possible to have high elasticity and mechanical properties in addition to high strength treatment, such as surface hardness and deep hardness of HRC 60 to 64. It is easy to insert and resilient It is possible to manufacture a piston ring of high quality that can maintain a sealed state without generating a clearance between the piston side and the piston side.
이하, 상기한 각 단계별 공정에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the process of each step will be described in detail.
조질 처리단계(Tempering process step ( S1S1 ))
상기 조질 처리단계(S1)는 피스톤링의 기재로 강재인 베어링강을 구비하되 이를 조질 처리하는 단계로서, 강재인 베이스강의 경도 등 기계적 성질을 향상시키고 조직을 안정화시켜 후공정의 기계적 가공이나 열처리시 발생할 수 있는 결함을 제거한다.In the steaming treatment step (S1), a bearing steel, which is a steel material, is provided as a base material of the piston ring, and it is a step of tempering the steel, which improves the mechanical properties such as hardness of the base steel, Remove any defects present.
이때에는, 베어링강에 대해 830℃~880℃에서 100~180분간 ?칭(quenching) 처리하고 620℃~660℃에서 150분~190분간 가열한 후 냉각시키는 과정을 밟도록 처리함이 바람직하다.At this time, it is preferable to treat the bearing steel at a temperature of 830 ° C. to 880 ° C. for 100 to 180 minutes and heat treatment at 620 ° C. to 660 ° C. for 150 minutes to 190 minutes.
여기에서, ?칭(quenching) 처리는 콜드 오일 ?칭방식을 통해 베이스강의 비틀림 및 변색을 방지하고 결정구조를 향상시키면서 조직을 안정화시킬 수 있도록 함이 바람직하다.Here, the quenching treatment is preferably performed to prevent twisting and discoloration of the base steel through the use of the cold oil method, and to stabilize the structure while improving the crystal structure.
여기에서, 냉각 처리는 공기냉각 또는 대기냉각을 실시할 수 있다.Here, the cooling process can be performed by air cooling or air cooling.
선삭Turning 가공단계( Processing step ( S2S2 ))
상기 선삭 가공단계(S2)는 상기 조질 처리한 베어링강에 대해 선삭 가공하여 일정한 규격의 외경, 내경, V홈 및 두께를 갖도록 형성하는 단계이다.The turning step S2 is a step of turning the tempered bearing steel to have a predetermined outer diameter, inner diameter, V-groove and thickness.
이를 위해, CNC 자동선반 등 수치제어 공작기계를 이용하여 가공 및 정밀하게 처리하며, 베어링강의 외경, 내경, V홈 및 두께를 일정한 형상으로 정밀하게 가공한다.For this, machining and precision processing are performed using numerical control machine tools such as CNC automatic lathe, and the outer diameter, inner diameter, V-groove and thickness of bearing steel are precisely processed to a certain shape.
열처리 단계(Heat treatment step ( S3S3 ))
상기 열처리 단계(S3)는 상기 선삭 가공이 완료된 베어링강을 열처리하는 단계로서, 강재인 베이스강의 경도를 증대 및 조직을 안정화시키는 단계이다.The heat treatment step S3 is a step of heat-treating the finished bearing steel, which increases the hardness of the base steel and stabilizes the structure.
이때에는, 베어링강에 대해 800℃~865℃에서 30분~60분간 ?칭(quenching) 처리하고 140℃~185℃에서 70분~120분간 탬퍼링(tempering) 처리함이 바람직하다.At this time, it is preferable to subject the bearing steel to quenching at 800 ° C. to 865 ° C. for 30 minutes to 60 minutes and tempering at 140 ° C. to 185 ° C. for 70 minutes to 120 minutes.
심냉Deep cooling 처리단계( Processing step ( S4S4 ))
상기 심냉 처리단계(S4)는 상기 열처리가 완료된 베어링강에 대해 0℃ 이하에서 심냉 처리하는 단계이다.The deep-cooling process S4 is a deep-cooling process at a temperature of 0 ° C or lower for the bearing steel subjected to the heat treatment.
이때에는 베어링강에 대해 25℃에서 -180℃까지 100~120분에 걸쳐 서서히 강하시킨 후 100~120분간 -180℃를 유지시켜 심냉 처리함이 바람직하다.In this case, it is preferable to gradually lower the bearing steel from 25 ° C. to -180 ° C. over 100 to 120 minutes, and then to maintain the temperature at -180 ° C. for 100 to 120 minutes.
여기에서, 상기 심냉 처리단계는 서브제로(sub zero) 처리단계라 할 수 있는 것으로서, 액화 질소를 이용하며 대기 압력하에서 심냉 처리한다.Here, the deep-cooling process may be referred to as a sub-zero process, in which liquefied nitrogen is used for deep-cooling under atmospheric pressure.
이를 통해서는 조직을 미세하게 처리할 수 있고 냉각과정에서 작용하는 수축이완을 유도하므로 장시간 사용시에도 피스톤링의 변형량을 적게 할 수 있으며 나쁜 조직 잔류량을 제거하는 등 베어링강의 내구성을 현저하게 개선할 수 있다.Through this, it is possible to finely treat the structure and induce the relaxation of the shrinkage during the cooling process, so that the deformation amount of the piston ring can be reduced even when used for a long time and the durability of the bearing steel can be remarkably improved, .
제1 1st 탬퍼링Tampering 처리단계( Processing step ( S5S5 ))
상기 제1 탬퍼링 처리단계(S5)는 상기 심냉 처리가 완료된 베어링강에 대해 탬퍼링(tempering) 처리하여 긴장되어있는 조직을 다시 안정화시키는 단계이다.The first tampering step S5 is a step of tempering the bearing steel for which the deep-cooling treatment has been completed to stabilize the tensioned structure.
이때, 베어링강에 대해 140℃~180℃에서 100~120분간 탬퍼링(tempering) 처리함이 바람직하다.At this time, the bearing steel is preferably subjected to a tempering treatment at 140 ° C to 180 ° C for 100 to 120 minutes.
커팅단계(Cutting step ( S6S6 ))
상기 커팅단계(S6)는 상기 제1 탬퍼링 처리가 완료된 베어링강에 대해 일측 커팅을 통해 틈새를 갖는 절단부를 형성하는 단계이다.The cutting step (S6) is a step of forming a cut portion having a gap through one side cutting with respect to the bearing steel for which the first tampering process is completed.
이를 위해, 유압프레스에서 타발 금형을 이용하여 인출 및 지그 커팅기를 이용하여 링 형상을 갖는 베어링강의 일측을 커팅 처리한다.To this end, one side of a bearing steel having a ring shape is cut by using a punching die and a jig cutting machine in a hydraulic press.
이때, 상기 커팅시에는 베어링강의 벌어짐이 없어야 하며, 절단부의 양단면 틈새는 안정된 탄성 복원력의 발휘를 위해 0.01mm 이내로 유지함이 바람직하다.At this time, it is preferable that there is no spreading of the bearing steel at the time of cutting, and the clearance between both ends of the cut portion is preferably kept within 0.01 mm in order to exhibit stable elastic restoring force.
평면 연삭단계(Plane grinding step ( S7S7 ))
상기 평면 연삭단계(S7)는 상기 커팅 처리에 의해 절단부를 갖는 베어링강에 대해 두께를 형성하는 양측단면을 평면 연삭 가공함으로써 평탄도를 일정하게 하는 단계이다.The planar grinding step S7 is a step of planarizing both side surfaces of the bearing steel having a cut portion by the cutting process to form a thickness, thereby making the flatness constant.
이때, 베어링강의 두께를 형성하는 양측단면의 연삭 가공된 평면은 평탄도가 0~0.005mm 이내를 유지하도록 정밀 가공함이 바람직하다.At this time, it is preferable that the ground surfaces of both end faces forming the thickness of the bearing steel are precision machined so that the flatness is maintained within 0 to 0.005 mm.
바렐Barrel 연마단계( Polishing step ( S8S8 ))
상기 바렐 연마단계(S8)는 상기 평면 연삭 가공한 베어링강에 대해 바렐 연마를 실시하여 버(burr)를 제거하는 단계이다.The barrel polishing step (S8) is a step of barrel polishing the bearing steel subjected to the planar grinding to remove burrs.
원통 연삭단계(Cylindrical grinding step ( S9S9 ))
상기 원통 연삭단계(S9)는 상기 바렐 연마를 거친 베어링강에 대해 외경을 진원도 0~0.01mm 표면조도 Ra 0.3이내로 정밀하게 원통 연삭 및 구면 가공하는 단계이다.The cylindrical grinding step S9 is a step of finely grinding and spherical grinding the outer diameter of the bearing steel subjected to the barrel polishing to a depth of roughness of 0 to 0.01 mm and a surface roughness Ra of 0.3 or less.
광 ore 바렐Barrel 연마단계( Polishing step ( S10S10 ))
상기 광 바렐 연마단계(S10)는 상기 원통 연삭 가공한 베어링강에 대해 광 바렐 연마하여 버(burr)를 제거 및 표면 조도를 극대화하는 단계이다.The light barrel polishing step (S10) is a step of polishing the cylindrical steel barrel by light barrel to remove burrs and maximize the surface roughness.
제2 Second 탬퍼링Tampering 처리단계( Processing step ( S11S11 ))
상기 제2 탬퍼링 처리단계(S11)는 상기 광 바렐 연마를 거친 베어링강을 다시 열처리함으로써 조직 내 탄성의 기계적 특성을 부여함과 더불어 조직을 안정화시키는 단계이다.The second tampering step S11 is a step of stabilizing the tissue while imparting mechanical properties of elasticity to the tissue by re-heat-treating the bearing steel subjected to the optical barrel polishing.
이때, 베어링강에 대해 140℃~180℃에서 30~60분간 탬퍼링(tempering) 처리하여 바람직하다.At this time, the bearing steel is preferably subjected to a tempering treatment at 140 ° C to 180 ° C for 30 to 60 minutes.
레이저 마킹단계(Laser marking step ( S12S12 ))
상기 레이저 마킹단계(S12)는 상기 베어링강에 레이저 조사를 통해 마킹함으로써 조립을 위한 방향을 표시하는 단계이다.The laser marking step S12 is a step of marking the direction for assembly by marking the bearing steel by laser irradiation.
이러한 레이저 마킹을 통해 제조된 피스톤링을 피스톤 측에 조립 작업시 조립 방향의 잘못으로 인해 오류가 발생되는 것을 방지할 수 있다.It is possible to prevent an error from occurring due to erroneous assembling direction when assembling the piston ring manufactured by laser marking on the piston side.
여기에서, 상기 조질 처리단계(S1) 내지 레이저 마킹단계(S12)를 통해 제조되는 피스톤링은 피스톤의 외면에 형성된 조립홈에 끼워 조립될 때, 간극(Gap)이 0~5/100mm를 유지되게 하고 진원도는 0.002mm~0.03mm를 유지하도록 가공하여 제조함이 바람직하다.Here, when the piston ring manufactured through the tempering process (S1) to the laser marking step (S12) is fitted into an assembly groove formed on the outer surface of the piston, the gap is maintained at 0 to 5/100 mm And a roundness of 0.002 mm to 0.03 mm.
이에 따라, 상기 조질 처리단계(S1) 내지 레이저 마킹단계(S12)를 실시함에 의해 높은 강도와 더불어 탄성 및 그에 따른 복원력을 보유한 피스톤링을 제조할 수 있고, 표면경도 및 심부(중심)경도 HRC 60~64를 갖게 하는 피스톤링을 제조할 수 있으며, 피스톤에 삽입 결합시 용이하게 삽입 및 탄성 복원력을 통해 간극이 발생되지 않고 밀봉상태를 유지할 수 있는 고품질의 피스톤링을 제조할 수 있다.Thus, by performing the tempering process (S1) to the laser marking step (S12), it is possible to manufacture a piston ring having high strength and elasticity and corresponding restoring force, and the surface hardness and the core portion hardness HRC 60 To 64 can be manufactured. It is possible to manufacture a piston ring of high quality which can maintain a sealed state without generating a gap through insertion and elastic restoring force when the piston is inserted and coupled easily.
이상에서와 같이, 본 발명에 대해 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 특별히 한정되지 않는다 할 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형 및 수정될 수 있음은 자명하다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It will be apparent that various modifications and changes may be made by those skilled in the art.
S1: 조질 처리단계
S2: 선삭 가공단계
S3: 열처리단계
S4: 심냉 처리단계
S5: 제1 탬퍼링 처리단계
S6: 커팅단계
S7: 평면 연삭단계
S8: 바렐 연마단계
S9: 원통 연삭단계
S10: 광 바렐 연마단계
S11: 제2 탬퍼링 처리단계
S12: 레이저 마킹단계S1: Tempering process step
S2: Turning step
S3: heat treatment step
S4: deep cooling process step
S5: first tampering processing step
S6: Cutting step
S7: Planar grinding step
S8: Barrel polishing step
S9: Cylindrical grinding step
S10: Optical barrel polishing step
S11: Second tampering processing step
S12: laser marking step
Claims (3)
상기 (A)단계의 베어링강은 830℃~880℃에서 100~180분간 ?칭(quenching) 처리하고 620℃~660℃에서 150분~190분간 가열한 후 냉각시키며,
상기 (C)단계의 선삭 가공한 베어링강은 800℃~865℃에서 30분~60분간 ?칭(quenching) 처리하고 140℃~185℃에서 70분~120분간 탬퍼링(tempering) 처리하고,
상기 (D)단계의 열처리한 베어링강은 25℃에서 -180℃까지 100~120분에 걸쳐 서서히 강하시킨 후 100~120분간 -180℃를 유지시켜 심냉 처리하며,
상기 (E)단계의 심냉 처리한 베어링강을 140℃~180℃에서 100~120분간 탬퍼링 처리하고,
상기 (J)단계의 베어링강을 연마하여 버(burr)를 제거시 광 바렐 연마에 의해 버(burr)의 제거 및 표면 조도를 극대화하며,
상기 (K)단계의 베어링강을 탬퍼링 열처리시 140℃~180℃에서 30~60분간 탬퍼링(tempering) 처리하여 탄성을 부여함과 더불어 조직을 안정화 시키며,
상기 (A)단계 내지 (L)단계를 통해 제조되는 피스톤링은 피스톤의 외면에 형성된 조립홈에 끼워 조립될 때, 간극(Gap)이 0~5/100mm를 유지되게 하고 진원도는 0.002mm~0.03mm를 유지하도록 제조하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 제조방법.
(A) tempering the bearing steel, quenching the bearing steel; (B) turning the tempered bearing steel to have a predetermined outer diameter, inner diameter and thickness; (C) heat treating the turned bearing steel; (D) deep-cooling the heat-treated bearing steel; (E) stabilizing the tissue by subjecting the deep-cooled bearing steel to a tamper treatment; (F) a step of cutting the bearing steel using a punching die in a hydraulic press and using a jig cutting machine so as to have one side cutting portion; (G) planarizing both end faces of the bearing steel having the cut portion to make the flatness constant; (H) barrel-polishing the flat-ground bearing steel to remove burrs; (I) cylindrical grinding the outer diameter of the barrel-polished bearing steel; (J) polishing the cylindrical bearing grinding steel to remove burrs; (K) tempering the bearing steel; (L) displaying a direction of the bearing steel through laser marking through the step (K)
The bearing steel in step (A) is quenched at 830 ° C to 880 ° C for 100 to 180 minutes, heated at 620 ° C to 660 ° C for 150 minutes to 190 minutes, cooled,
The turned bearing steel of the step (C) is quenched at 800 ° C to 865 ° C for 30 minutes to 60 minutes, tempered at 140 ° C to 185 ° C for 70 minutes to 120 minutes,
The bearing steel subjected to the heat treatment in the step (D) is gradually dropped from -100 to -180 DEG C over a period of from 100 to 120 minutes, and then maintained at -180 DEG C for 100 to 120 minutes,
The bearing steel obtained by the deep-cooling treatment in the step (E) is subjected to a tempering treatment at 140 ° C to 180 ° C for 100 to 120 minutes,
When the burr is removed by polishing the bearing steel in the step (J), removal of the burr by the optical barrel polishing and maximization of the surface roughness are maximized,
The bearing steel of the step (K) is subjected to a tempering treatment at a temperature of 140 ° C to 180 ° C for 30 to 60 minutes in a heat treatment for tempering, thereby imparting elasticity and stabilizing the structure,
The piston ring manufactured through the steps (A) to (L) is inserted into an assembly groove formed on the outer surface of the piston, the gap is maintained at 0 to 5/100 mm, and the roundness is 0.002 to 0.03 lt; RTI ID = 0.0 > mm. < / RTI >
상기 (F)단계에서는,
베어링강이 갖는 절단부의 양단면 틈새를 0~0.01mm 이내로 유지되게 하고;
상기 (G)단계에서는,
베어링강의 두께에 대한 양측단면 연삭 평탄도가 0~0.005mm 이내를 유지되게 하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 제조방법.The method according to claim 1,
In the step (F)
Keeping the clearance of both ends of the cut portion of the bearing steel within 0 to 0.01 mm;
In the step (G)
Wherein the flatness of both end face grinding planes with respect to the thickness of the bearing steel is kept within 0 to 0.005 mm.
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|---|---|---|---|
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