KR102093417B1 - 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 사출금형 등에 적용될 수 있는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속바인더, 탄소분말, 윤활유 및 철 분말로 이루어지며, 금속바인더, 탄소분말, 철 분말 및 윤활제를 혼합하는 원료혼합단계, 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 제1압축성형단계, 상기 제1압축성형단계를 통해 제조된 성형물을 저온소결하여 윤활제를 제거하는 제1소결단계, 상기 제1소결단계를 통해 윤활제가 제거된 성형물을 고온소결하는 제2소결단계, 상기 제2소결단계를 통해 소결된 성형물을 냉각하는 냉각단계, 상기 냉각단계를 통해 냉각된 성형물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 제2압축성형단계 및 상기 제2압축성형단계를 통해 압축성형된 성형물을 윤활유에 함침하고 진공을 가하여 성형물에 윤활유가 침투되도록 하는 윤활유침투단계를 통해 제조된다.
상기의 성분 및 제조방법을 통해 제조되는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물은 윤활유가 다량 함유되어 슬라이드 플레이트 등에 적용되었을 때, 우수한 윤활성능을 오랜 기간 유지하는 효과를 나타낸다.

Description

슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물 및 그 제조방법 {ALLOY COMPOSITION FOR SLIDE CORE GUIDE UNIT AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}

개시된 내용은 사출금형 등에 적용될 수 있는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 윤활유가 다량 함유되어 슬라이드 플레이트 등에 적용되었을 때, 우수한 윤활성능을 오랜 기간 유지하는 효과를 나타내는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

사출금형에 적용되는 슬라이드 코어 가이드 유닛은 크게 성형품을 추출하기 위한 슬라이드 가이드 핀을 유지하는 핀 홀더와 슬라이드 플레이트로 구성된 조립체 및 슬라이드 베이스로 구성되어 있다.

슬라이드 플레이트는 핀 홀더의 좌우에 1매씩 결합 되며, 핀 홀더와 슬라이드 플레이트 조립체는 슬라이드 베이스 내에서 슬라이드 작용을 하고, 이 경우 슬라이드 작용을 원활히 하기 위한 윤활유가 필요하다.

종래 슬라이드 코어 가이드 유닛에 사용되는 슬라이드 플레이트에 홈을 형성하고, 흑연에 윤활제를 혼합하여 이루어진 윤활재료를 상기 플레이트 홈에 주입하여 슬라이트 플레이트에 마찰열이 발생하면 흑연과 혼합되어 있던 윤활제 성분이 배출되어 윤활기능을 나타내도록 하는 방법이 이용되고 있다.

그러나, 상기의 방법은 윤활제와 함께 투입되는 흑연성분이 반복되는 슬라이드 작용 과정에서 분진을 유발하여 슬라이드 플레이트 등을 오염시키기 때문에 교체 없이 장시간 사용하기 어렵고, 오염된 슬라이드 플레이트의 청소, 윤활재료의 교체를 위한 공정 중단으로 인해 시간 및 비용의 손실이 발생하는 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-1219268호(2012.12.31)

개시된 내용은 윤활유가 다량 함유되어 슬라이드 플레이트 등에 적용되었을 때, 우수한 윤활성능을 오랜 기간 유지하는 효과를 나타내는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은, 금속바인더, 탄소분말, 윤활유 및 철 분말로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물에 대해 기술하고 있다.

바람직하기로는, 상기 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물은 금속바인더 0.4 내지 20 중량%, 탄소분말 0.5 내지 1.5 중량%, 윤활유 18 내지 25중량% 및 철 분말 잔량으로 이루어질 수 있다.

더 바람직하기로는, 상기 금속바인더는 구리로 이루어질 수 있다.

하나의 다른 실시예로서 이 개시의 내용은 금속바인더, 탄소분말, 철 분말 및 윤활제를 혼합하는 원료혼합단계, 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 제1압축성형단계, 상기 제1압축성형단계를 통해 제조된 성형물을 저온소결하여 윤활제를 제거하는 제1소결단계, 상기 제1소결단계를 통해 윤활제가 제거된 성형물을 고온소결하는 제2소결단계, 상기 제2소결단계를 통해 소결된 성형물을 냉각하는 냉각단계, 상기 냉각단계를 통해 냉각된 성형물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 제2압축성형단계 및 상기 제2압축성형단계를 통해 압축성형된 성형물을 윤활유에 함침하고 진공을 가하여 성형물에 윤활유가 침투되도록 하는 윤활유침투단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물의 제조방법에 대해 기술하고 있다.

바람직하기로는, 상기 원료혼합단계는 금속바인더 0.4 내지 20 중량%, 탄소분말 0.5 내지 1.5 중량%, 윤활제 3 내지 5중량% 및 철 분말 잔량으로 이루어질 수 있다.

더 바람직하기로는, 상기 제2소결단계는 1100 내지 1200℃의 온도에서 30 내지 50분 동안 이루어질 수 있다.

이상에서와 같은 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물 및 그 제조방법은 윤활유가 다량 함유되어 슬라이드 플레이트 등에 적용되었을 때, 우수한 윤활성능을 오랜 기간 유지하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 개시된 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 개시된 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물의 제조방법으로 제조된 슬라이드 코어 가이드 유닛의 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 나타낸 사진이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

개시된 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물은 금속바인더, 탄소분말, 윤활유 및 철 분말로 이루어지며, 상기 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물은 금속바인더 0.4 내지 20 중량%, 탄소분말 0.5 내지 1.5 중량%, 윤활유 18 내지 25중량% 및 철 분말 잔량으로 이루어지는 것이 바람지하다.

상기 금속바인더는 0.4 내지 20 중량%가 함유되며, 상기 탄소분말과 상기 철 분말을 결속시키는 바인더의 역할을 하는데, 구리로 이루어지는 것이 바람지하다.

또한, 상기 구리는 입자크기가 0.5 내지 2 밀리미터를 나타내는 것이 바람직한데, 상기 금속바인더의 함량이 0.4 중량% 미만이면 함량이 지나치게 낮아 상기와 같이 탄소분말과 철 분말을 제대로 결속시키지 못하기 때문에, 제조되는 슬라이드 코어 가이드 유닛의 기계적 물성이 저하되며, 상기 금속바인더의 함량이 20 중량%를 초과하게 되면 바인더로서의 효과는 더이상 향상되지 않으면서 상대적으로 탄소분말과 철 분말의 함량이 줄어들기 때문에, 제조되는 슬라이드 코어 가이드 유닛의 내마모성이나 내충격성과 같은 기계적 물성이 저하될 수 있다.

상기 탄소분말은 0.5 내지 1.5 중량%가 함유되며 입자크기가 0.1 내지 1 밀리미터를 나타내는 것이 바람직한데, 슬라이드 코어 가이드 유닛의 기계적 강도를 향상시키는 역할을 한다.

상기 탄소분말의 함량이 0.5 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 탄소분말의 함량이 1.5 중량%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 금속바인더나 철의 함량이 줄어들어 슬라이드 코어 가이드 유닛의 기계적 강도가 저하될 수 있다.

상기 윤활유는 18 내지 25중량%가 함유되며, 아래 도 2에 나타낸 것처럼, 슬라이드 코어 가이드 유닛에 형성된 기공에 침투되어 윤활성능을 나타내는 슬라이드 코어 가이드 유닛을 제공하는 역할을 하는데, 윤활유의 함량이 18 중량% 미만이면 슬라이드 코어 가이드 유닛의 수명이 짧아진다.

이때, 상기 윤활유는 슬라이드 코어 가이드 유닛에 침투되어 윤활성능을 부여할 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않고, 어떠한 것이든 사용 가능하나 GS caltex의 regal #48을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 개시된 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물의 제조방법은 금속바인더, 탄소분말, 철 분말 및 윤활제를 혼합하는 원료혼합단계(S101), 상기 원료혼합단계(S101)를 통해 제조된 혼합물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 제1압축성형단계(S103), 상기 제1압축성형단계(S103)를 통해 제조된 성형물을 저온소결하여 윤활제를 제거하는 제1소결단계(S105), 상기 제1소결단계(S105)를 통해 윤활제가 제거된 성형물을 고온소결하는 제2소결단계(S107), 상기 제2소결단계(S107)를 통해 소결된 성형물을 냉각하는 냉각단계(S109), 상기 냉각단계(S109)를 통해 냉각된 성형물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 제2압축성형단계(S111) 및 상기 제2압축성형단계(S111)를 통해 압축성형된 성형물을 윤활유에 함침하고 진공을 가하여 성형물에 윤활유가 침투되도록 하는 윤활유침투단계(S113)로 이루어진다.

상기 원료혼합단계(S101)는 금속바인더, 탄소분말, 철 분말 및 윤활제를 혼합하는 단계로, 금속바인더 0.4 내지 20 중량%, 탄소분말 0.5 내지 1.5 중량%, 윤활제 3 내지 5중량% 및 철 분말 잔량을 콘 스크류 믹서가 구비된 혼합기에 투입하여 30 내지 90분 동안 혼합하여 이루어진다.

상기 윤활제는 상기 원료혼합단계(S101)를 통해 제조된 혼합물을 상기 제1압축성형단계에서 프레스금형에 투입하여 압축한 후에 압축성형된 성형물이 플레스금형으로부터 잘 분리될 수 있도록 하는 역할을 하는데, 상기 윤활제의 함량이 3 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 윤활제의 함량이 5 중량%를 초과하게 되면 압축성형된 성형물의 기계적 물성이 낮아지고 압축성형 공정의 효율성을 저하시키게 된다.

상기 윤활제는 프레스금형 등에 적용될 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 상기 제1소결단계에서 진행되는 가열을 통해 쉽게 제거될 수 있는 성분을 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 금속바인더 및 탄소분말 등의 성분 및 함량에 따른 효과 등에 대한 설명은 상기 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물에 기재된 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제1압축성형단계(S103)는 상기 원료혼합단계(S101)를 통해 제조된 혼합물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 단계로, 상기 원료혼합단계(S101)를 통해 제조된 혼합물을 프레스금형에 투입하고 4ton/cm²의 압력으로 0.5 내지 1.5초 동안 압축성형하여 이루어진다.

상기의 제1압축성형단계(S103)를 통해 압축성형된 성형물은 일정한 형태를 유지할 수 있기 때문에, 상기 제1소결단계 및 제2소결단계에서 진행되는 소결공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 프레스금형을 통해 제조되는 성형물은 적용되는 용도에 따라 평평한 블록의 형태를 나타낼 수 있으며, 원통형으로도 성형될 수도 있다.

상기 제1소결단계는(S105) 상기 제1압축성형단계(S103)를 통해 제조된 성형물을 저온소결하여 상기 원료혼합단계(S101)에서 함유된 윤활제 성분을 제거하는 단계로, 상기 제1압축성형단계를 통해 제조된 성형물을 소결로에 투입하고 350 내지 550℃의 온도로 15 내지 25분 동안 소결하여 이루어진다.

상기의 제1소결단계(S105)를 통해 상기 성형물에 함유되어 있던 불순물과 상기 윤활제 성분이 제거된다.

상기 제2소결단계(S107)는 상기 제1소결단계(S105)를 통해 윤활제가 제거된 성형물을 고온소결하는 단계로, 상기 제1소결단계가 완료되면 소결로의 온도를 1100 내지 1200℃의 온도로 상승시킨 상태에서 30 내지 50분간 유지하여 상기 제1소결단계를 통해 윤활제가 제거된 성형물을 소결하는 단계다.

상기 제2소결단계(S107)를 통해 성형물에 함유된 불순물이나 휘발성분이 제거될 뿐만 아니라, 상기 성형물에 함유되어 있던 금속바인더인 구리가 용융되면서 탄소분말과 철 분말을 결속시키게 된다.

또한, 상기 제2소결단계(S107)를 거치면, 금속바인더인 구리가 용융되면서 성형물이 강도가 향상될 뿐만 아니라, 아래 도 2에 나타낸 것처럼 성형물에 무수히 많은 기공층이 형성된다.

상기 냉각단계(S109)는 상기 제2소결단계(S107)를 통해 소결된 성형물을 냉각하는 단계로, 상기 제2소결단계(S107)를 통해 소결된 성형물을 열교환장치가 구비된 냉각챔버에 투입하여 상온까지 서냉시키는 단계다.

상기 제2압축성형단계(S111)는 상기 냉각단계(S109)를 통해 냉각된 성형물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 단계로, 상기 냉각단계(S109)를 통해 냉각된 성형물을 플레스 금형에 투입하고 4ton/cm²의 압력으로 0.5 내지 1.5초 동안 압축하여 이루어진다.

이때, 상기 프레스금형은 상기 제1압축성형단계(S103)에서 사용된 금형과 동일한 것을 사용하여 이루어져야 하며, 상기의 제2압축성형단계(S111)를 거친 성형물은 곡면이나 모서리부분 및 표면이 매끈한 상태로 마감처리된다.

상기 윤활유침투단계(S113)는 상기 제2압축성형단계(S111)를 통해 압축성형된 성형물을 윤활유에 함침하고 진공을 가하여 성형물에 윤활유가 침투되도록 하는 단계로, 상기 제2압축성형단계(S111)를 통해 압축성형된 성형물을 윤활유에 함침하고 15 내지 25분 동안 진공을 가하여 상기 성형물의 기공에 잔존하던 기체는 빠져나오고 기체가 차지하고 있던 공간에 윤활유가 침투될 수 있도록 하는 단계다.

상기와 같은 시간 동안 진공을 가하게 되면 슬라이드 코어 가이드 유닛에 윤활유가 18 중량%이상 침투되며, 윤활유의 침투가 완료된 후에는 윤활유로부터 성형물을 분리하고, 성형물의 표면에 뭍은 윤활유 성분을 닦아내는 것이 바람직하다.

상기 윤활유침투단계(S113)를 통해 성형물에 침투된 윤활유는 슬라이드 코어 가이드 유닛이 슬라이드 플레이트에 적용된 후에 마찰열이나 기압차에 의해 슬라이드 코어 가이드 유닛의 표면으로 배출되며, 마찰열이나 기압차가 해소된 후에는 대부분의 성분이 다시 슬라이드 코어 가이드 유닛의 내부로 흡수되기 때문에, 윤활성능이 오랜 기간 유지되는 슬라이드 코어 가이드 유닛을 제공할 수 있다.

이때, 상기 윤활유의 성분 및 역할은 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물에 기재된 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 개시된 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물 및 그 제조방법은 윤활유가 다량 함유되어 슬라이드 플레이트 등에 적용되었을 때, 우수한 윤활성능을 오랜 기간 유지하는 효과를 나타내는 슬라이드 코어 가이드 유닛을 제공한다.

S101 ; 원료혼합단계
S103 ; 제1압축성형단계
S105 ; 제1소결단계
S107 ; 제2소결단계
S109 ; 냉각단계
S111 ; 제2압축성형단계
S113 ; 윤활유침투단계

Claims (6)

1. 금속바인더, 탄소분말, 윤활유 및 철 분말로 이루어지는 합금 조성물에 있어서,
   상기 합금 조성물은 상기 금속바인더 0.4 내지 20 중량%, 상기 탄소분말 0.5 내지 1.5 중량%, 상기 윤활유 18 내지 25중량% 및 상기 철 분말 잔량으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물.
   
2. 삭제
3. 청구항 1 에 있어서,
   상기 금속바인더는 구리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물.
   
4. 금속바인더, 탄소분말, 철 분말 및 윤활제를 혼합하는 원료혼합단계;
   상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 제1압축성형단계;
   상기 제1압축성형단계를 통해 제조된 성형물을 저온소결하여 윤활제를 제거하는 제1소결단계;
   상기 제1소결단계를 통해 윤활제가 제거된 성형물을 고온소결하는 제2소결단계;
   상기 제2소결단계를 통해 소결된 성형물을 냉각하는 냉각단계;
   상기 냉각단계를 통해 냉각된 성형물을 프레스금형에 투입하고 압축하는 제2압축성형단계; 및
   상기 제2압축성형단계를 통해 압축성형된 성형물을 윤활유에 함침하고 진공을 가하여 성형물에 윤활유가 침투되도록 하는 윤활유침투단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물의 제조방법.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 원료혼합단계는 금속바인더 0.4 내지 20 중량%, 탄소분말 0.5 내지 1.5 중량%, 윤활제 3 내지 5중량% 및 철 분말 잔량으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물의 제조방법.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2소결단계는 1100 내지 1200℃의 온도에서 30 내지 50분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이드 코어 가이드 유닛용 합금 조성물의 제조방법.
   
   
   

Images