KR20220055666A - Oilless bearing for high surface pressure applied with high-strength brass alloy with improved microstructure - Google Patents

Oilless bearing for high surface pressure applied with high-strength brass alloy with improved microstructure Download PDF

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KR20220055666A KR1020200139991A KR20200139991A KR20220055666A KR 20220055666 A KR20220055666 A KR 20220055666A KR 1020200139991 A KR1020200139991 A KR 1020200139991A KR 20200139991 A KR20200139991 A KR 20200139991A KR 20220055666 A KR20220055666 A KR 20220055666A
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Abstract

An oilless bearing for high surface pressure having high-strength brass alloy with an improved microstructure according to an embodiment of the present invention comprises: a body part formed in a cylindrical shape and having a plurality of lubricant grooves formed on an inner side surface; and a lubricant part inserted into the lubricant grooves of the body part and formed of an oil-containing material to have lubricating oil impregnated into the inside. The body part is formed of brass alloy including 59-62 wt% of Cu; 21-23 wt% of Zn; 6-7 wt% of Al; 3-3.5 wt% of Mn; 3-4 wt% of Fe; 0.5-1 wt% of Si; 0.7-1 wt% of Ni; and equal to or less than 0.5 wt% of Cr excluding 0 wt%. The body part has, formed thereon: a first precipitation phase including silicides of Al, Fe, Mn and Cr; and a second precipitation phase including Al and Mn-based intermetallic compounds. Therefore, an oilless lubricating environment can be maintained for a long time.

Description

미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링 {OILLESS BEARING FOR HIGH SURFACE PRESSURE APPLIED WITH HIGH-STRENGTH BRASS ALLOY WITH IMPROVED MICROSTRUCTURE}Oilless bearing for high surface pressure applied with high strength brass alloy with improved microstructure {OILLESS BEARING FOR HIGH SURFACE PRESSURE APPLIED WITH HIGH-STRENGTH BRASS ALLOY WITH IMPROVED MICROSTRUCTURE}

본 발명은 고면압 환경에서 사용되는 사출성형기, 굴삭기 등의 산업기계 부품에 사용되는 고면압용 오일리스 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흑연 고체 윤활제와 함께 마찰면에 적용하였을 때, 우수한 내마모성과 강성을 나타내는 고력 황동 합금 재질이 적용된 고면압용 오일리스 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to an oilless bearing for high surface pressure used in industrial machinery parts such as injection molding machines and excavators used in a high surface pressure environment. It relates to an oilless bearing for high surface pressure to which a high-strength brass alloy material showing rigidity is applied.

일반적으로 각종 산업기기는 모터의 회전력을 이용하여 직선운동 및 회전운동을 하게 된다. 이때, 운동 과정에서 필수적으로 발생하는 마찰력에 의한 파손이나 소음, 진동 등의 발생을 저감하고자 필수적으로 베어링이 사용된다.In general, various industrial devices perform linear and rotational motions using the rotational force of a motor. At this time, in order to reduce the occurrence of damage, noise, vibration, etc. due to frictional force that is essentially generated in the course of movement, a bearing is essentially used.

이러한 베어링은 크게 주기적 또는 지속적으로 윤활유를 공급하는 급유형 베어링과 수중, 고온, 저온환경 등과 같이 윤활유 공급이 어려운 환경이거나 급유로 인한 오염이 우려되는 경우 사용되는 무급유 베어링(Oilless bearing)으로 구분된다.These bearings are largely divided into lubricated bearings, which supply lubricating oil periodically or continuously, and oilless bearings, which are used in environments where it is difficult to supply lubricating oil, such as underwater, high temperature, low temperature environments, or when there is concern about contamination due to lubrication.

무급유 베어링은 적용되는 소재와 형태에 따라 다양한 종류로 세분할 수 있으나, 금속 소재를 적용하는 경우에는 크게 다공질의 조직을 갖는 소결체에 윤활유를 함침하여 사용하는 소결 함유형 오일리스 베어링과 내마모성이 우수한 고력황동, 인청동, 주철 등의 금속 소재에 흑연 분말, 테프론 등의 재료를 혼합하여 소결한 고체 윤활제를 매립하여 사용하는 매립형 오일리스 베어링으로 양분된다. 매립형 오일리스 베어링은 소결 함유형 오일리스 베어링보다 치밀한 내부조직을 가지는 모재를 이용하기 때문에 고면압 환경에 적용되는 오일리스 베어링에 적합하다.Lubrication-free bearings can be subdivided into various types depending on the material and shape to be applied. However, when a metal material is used, a sintered oilless bearing with excellent wear resistance is used by impregnating a sintered body with a largely porous structure with lubricant oil, and high strength with excellent wear resistance. It is divided into buried oilless bearings that use solid lubricants sintered by mixing materials such as graphite powder and Teflon with metal materials such as brass, phosphor bronze, and cast iron. Since the buried oilless bearing uses a base material with a denser internal structure than the sintered oilless bearing, it is suitable for oilless bearings applied to high surface pressure environments.

매립형 오일리스 베어링에 주로 사용되는 소재인 고력황동은 구리, 아연의 황동 기지에 알루미늄, 철, 망간, 니켈, 실리콘 등의 합금 원소를 첨가하여 발현하는 석출상을 통해 내마모성을 향상시킨 특수 합금으로 상용규격 고력황동의 종류와 조성은 KS D 6025의 고력황동 연주주물 1~4종으로 정의하고 있다.High-strength brass, a material mainly used for buried oilless bearings, is a special alloy with improved wear resistance through the precipitation phase formed by adding alloying elements such as aluminum, iron, manganese, nickel, and silicon to the brass base of copper and zinc. Specifications Types and compositions of high-strength brass are defined as 1 to 4 types of high-strength brass castings in KS D 6025.

그러나 상용규격 고력황동은 고면압 환경에서 마찰계수가 높고 마모량이 높아 내마모성이 떨어지는 문제로 인해 제품의 교체 주기가 빠르다는 단점이 있다. 또한 소재의 충분한 기계적 강성이 확보되지 않는 상태에서는 소재가 파손되거나 상대 마모재와의 융, 소착이 발생하므로 기계적 강성을 유지하면서 우수한 내마모성을 보유한 고면압 오일리스 베어링용 특수 고력황동 합금이 요구되고 있는 실정이다.However, commercial standard high-strength brass has a disadvantage in that the product replacement cycle is fast due to the problem of poor wear resistance due to high friction coefficient and high wear in a high surface pressure environment. In addition, in a state where sufficient mechanical rigidity of the material is not secured, the material is damaged or fusion or sintering with the counterpart wear material occurs. the current situation.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art above are only for improving the understanding of the background of the present invention, and should not be accepted as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.

KR 10-2011-0118283 A (2011. 10. 31.)KR 10-2011-0118283 A (2011. 10. 31.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기계적 강성을 유지하면서 고면압 환경에서 낮고 안정적인 마찰계수를 보유하는 특수 고력황동 합금이 적용된 오일리스 베어링을 통해 장시간 무급유 윤활환경을 유지하도록 하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and to maintain a lubrication-free lubrication environment for a long time through an oilless bearing to which a special high-strength brass alloy has a low and stable coefficient of friction in a high surface pressure environment while maintaining mechanical rigidity. will be.

또한, 마찰계수를 감소시켜 마찰열의 발생을 억제함으로써, 열에 의한 베어링의 파손 및 변형을 방지하여 장시간 안정적인 윤활 환경을 유지할 수 있는 오일리스 베어링을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an oilless bearing capable of maintaining a stable lubrication environment for a long time by reducing the friction coefficient and suppressing the generation of frictional heat, thereby preventing damage and deformation of the bearing due to heat.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the description of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링은, 원통형 형상으로 형성되고, 내측면에 복수 개의 윤활제홈이 형성된 몸체부; 및 상기 몸체부의 윤활제홈에 삽입되고, 함유성 재질로 형성되어 그 내부에 윤활유가 함침되는 윤활제부;를 포함하고, 상기 몸체부는, 중량%로, Cu: 59~62%, Zn: 21~23%, Al: 6~7%, Mn: 3~3.5%, Fe: 3~4%, Si: 0.5~1%, Ni: 0.7~1%, Cr: 0.5% 이하(단, 0%를 제외한다)을 포함하는 황동 합금으로 형성되며, 상기 몸체부에는 Al, Fe, Mn 및 Cr의 규화물을 포함하여 구성된 제1석출상 및 Al 및 Mn계 금속간 화합물을 포함하여 구성된 제2석출상이 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, an oilless bearing for high surface pressure to which a high-strength brass alloy with improved microstructure is applied is formed in a cylindrical shape, and includes a body portion having a plurality of lubricant grooves formed on an inner surface thereof; and a lubricant part which is inserted into the lubricant groove of the body part and is formed of an oil-containing material and is impregnated with lubricant oil therein, wherein the body part, by weight%, Cu: 59 to 62%, Zn: 21 to 23 %, Al: 6-7%, Mn: 3-3.5%, Fe: 3-4%, Si: 0.5-1%, Ni: 0.7-1%, Cr: 0.5% or less (however, 0% is excluded) ) is formed of a brass alloy containing, and in the body portion, a first precipitation phase comprising Al, Fe, Mn and Cr silicides and a second precipitation phase comprising Al and Mn-based intermetallic compounds are formed. characterized.

상기 제1석출상은, 중량%로, Al: 6.1~6.6%, Si: 14.2~15.3%, Cr: 1.2~1.6%, Mn: 13.6~14.8%, Fe: 60~62.2%, Cu: 1.3~3.4%을 포함하여 구성될 수 있다.The first precipitation phase is, by weight, Al: 6.1 to 6.6%, Si: 14.2 to 15.3%, Cr: 1.2 to 1.6%, Mn: 13.6 to 14.8%, Fe: 60 to 62.2%, Cu: 1.3 to 3.4 % may be included.

상기 제2석출상은, Al: 8.6~10.4%, Mn: 0.9~1.8%, Cu: 64~66.6%, Zn: 22.1~25.5%을 포함하여 구성될 수 있다.The second precipitation phase may include Al: 8.6 to 10.4%, Mn: 0.9 to 1.8%, Cu: 64 to 66.6%, and Zn: 22.1 to 25.5%.

상기 제1석출상은 구형 또는 수지상으로 형성되어 상기 몸체부의 결정립내 및 결정립계에 석출되고, 상기 제2석출상은 금속간 화합물이 기지상 조직에 고용되어 형성될 수 있다.The first precipitation phase may be formed in a spherical shape or a dendritic shape and may be precipitated within and at grain boundaries of the body portion, and the second precipitation phase may be formed by dissolving an intermetallic compound in a matrix structure.

상기 몸체부에는 침상으로 석출되는 제3석출상이 더 형성되고, 상기 제3석출상은, Al: 0.3~1.1%, Si: 21.5~23.2%, Mn: 29.4~38.5%, Fe: 31.7~34.3%, Cu: 3.8~10.5%, Cr: 0.7~1.2%, Zn: 3.4~4.7%을 포함하여 구성될 수 있다.A third precipitation phase is further formed in the body portion to be needle-like, and the third precipitation phase is, Al: 0.3 to 1.1%, Si: 21.5 to 23.2%, Mn: 29.4 to 38.5%, Fe: 31.7 to 34.3%, Cu: 3.8 to 10.5%, Cr: 0.7 to 1.2%, Zn: 3.4 to 4.7% may be included.

상기 몸체부는, 경도 285HB 이상, 인장강도 850MPa 이상, 연신율 4~7%일 수 있다.The body portion may have a hardness of 285HB or more, a tensile strength of 850 MPa or more, and an elongation of 4 to 7%.

상기 몸체부 및 윤활유가 함침된 상기 윤활제부로 구성된 상기 오일리스 베어링은, 하중 14,400kgf, 회전속도 0.5m/min, 시험시간 100h 기준에서, 평균 마찰계수 0.06~0.08, 평균 마찰온도 46~50℃일 수 있다.The oilless bearing consisting of the body part and the lubricant part impregnated with lubricating oil has an average friction coefficient of 0.06 to 0.08, and an average friction temperature of 46 to 50 ℃ under a load of 14,400 kgf, a rotation speed of 0.5 m/min, and a test time of 100 h. can

본 발명의 실시예에 따르면, 몸체부인 고력 황동 합금의 미세조직 구조에 규화물을 포함하는 제1석출상, 금속간 화합물을 포함하는 제2석출상 및 침상의 제3석출상을 형성시킴으로써, 강성 및 경도를 종래의 고력 황동 이상으로 향상시키면서, 각각의 석출상들이 운동 중에 미세하게 연마되어 몸체부와 상대 마모재인 샤프트 사이의 마찰을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, by forming a first precipitated phase containing silicide, a second precipitated phase containing an intermetallic compound, and a needle-like third precipitated phase in the microstructure structure of the high-strength brass alloy as the body, rigidity and While improving the hardness than that of conventional high-strength brass, each of the precipitated phases is finely polished during movement to reduce friction between the body and the shaft, which is a relative wear material.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링의 완성된 모습을 나타낸 사진이다.
도 2는 몸체부의 미세조직 모습을 나타낸 광학현미경(OM) 사진이다.
도 3은 몸체부의 기지상에 석출된 석출상의 종류에 따른 모습을 나타낸 광학현미경(OM) 사진이다.
도 4 및 도 5는 몸체부의 기지상에 석출된 석출상의 종류에 따른 모습을 나타낸 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 6은 종래기술에 따라 제조된 고력 황동 합금의 미세조직 모습을 나타낸 광학현미경(OM) 사진이다.
도 7 내지 도 11은 제1석출상의 형태 및 조성을 분석한 모습을 나타낸 도면이다.
도 12 내지 도 17은 제2석출상의 형태 및 조성을 분석한 모습을 나타낸 도면이다.
도 18 내지 도 20은 제3석출상의 형태 및 조성을 분석한 모습을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예의 마찰계수를 비교한 그래프이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예의 마찰열을 비교한 그래프이다.1 is a photograph showing the completed state of the high-strength brass alloy with improved microstructure according to an embodiment of the present invention is applied to an oilless bearing for high surface pressure.
2 is an optical microscope (OM) photograph showing the microstructure of the body.
3 is an optical microscope (OM) photograph showing the appearance according to the type of the precipitated phase deposited on the base of the body.
4 and 5 are scanning electron microscope (SEM) pictures showing the appearance according to the type of the precipitated phase deposited on the base of the body portion.
6 is an optical microscope (OM) photograph showing the microstructure of the high-strength brass alloy manufactured according to the prior art.
7 to 11 are views showing the analysis of the shape and composition of the first precipitated phase.
12 to 17 are views showing the analysis of the shape and composition of the second precipitated phase.
18 to 20 are views showing the analysis of the shape and composition of the third precipitated phase.
21 is a graph comparing the friction coefficient of an embodiment of the present invention and a conventional comparative example.
22 is a graph comparing the frictional heat of an embodiment of the present invention and a conventional comparative example.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, the same numbers in the present description refer to substantially the same elements, and may be described by citing the contents described in other drawings under these rules, and the contents determined to be obvious to those skilled in the art or repeated may be omitted.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링은, 원통형 형상으로 형성되고, 내측면에 복수 개의 윤활제홈이 형성된 몸체부(100) 및 몸체부(100)의 윤활제홈에 삽입되고, 함유성 재질로 형성되어 그 내부에 윤활유가 함침되는 윤활제부(200)를 포함하여 구성된다.1, the oilless bearing for high surface pressure to which the high-strength brass alloy with improved microstructure according to an embodiment of the present invention is applied is formed in a cylindrical shape, and a plurality of lubricant grooves are formed on the inner surface of the body. It is inserted into the lubricant groove of the part 100 and the body part 100, is formed of an oleaginous material and is configured to include a lubricant part 200 impregnated with lubricating oil therein.

이때 몸체부(100)는, 중량%로, Cu: 59~62%, Zn: 21~23%, Al: 6~7%, Mn: 3~3.5%, Fe: 3~4%, Si: 0.5~1%, Ni: 0.7~1%, Cr: 0.5% 이하(단, 0%를 제외한다)을 포함하는 황동 합금으로 형성된다.At this time, the body portion 100, by weight, Cu: 59 to 62%, Zn: 21 to 23%, Al: 6 to 7%, Mn: 3 to 3.5%, Fe: 3-4%, Si: 0.5 ~ 1%, Ni: 0.7 ~ 1%, Cr: 0.5% or less (however, it is formed of a brass alloy containing 0%).

몸체부(100)의 제조방법은 예를 들어, 주조 후 압출 공정을 통해 부시 형상을 형성한 후, 드릴링 등을 통해 구멍을 형성한 후 윤활제부(200)를 압입하도록 할 수 있을 것이다.The manufacturing method of the body part 100 may be, for example, after forming a bush shape through an extrusion process after casting, and then forming a hole through drilling or the like, and then press-fitting the lubricant part 200 .

이때, 주조 및 압출 공정 중에 몸체부(100)를 이루는 황동 합금에 석출상(120)이 형성되고, 이러한 석출상(120)들이 결정립 입내로부터 결정립 입계로 이동하는 입계 편석 현상이 발생하는 바, 이러한 석출상(120)의 입계 편석을 통해 몸체부(100)의 강성을 향상시키는 효과를 나타내게 된다.At this time, during the casting and extrusion process, the precipitation phase 120 is formed in the brass alloy constituting the body part 100, and the grain boundary segregation phenomenon occurs in which these precipitated phases 120 move from the inside of the grain to the grain boundary. Through grain boundary segregation of the precipitated phase 120, the effect of improving the rigidity of the body portion 100 is exhibited.

윤활제부(200)는 예를 들어 카본(C)이나 MoS2와 같은 윤활 성분이 다공성을 갖도록 형성된 것으로서, 그 다공성질의 내부에 윤활유를 머금고 있다가 몸체부(100) 내측에 공급함으로써 윤활 환경을 유지시키는 역할을 수행한다.The lubricant part 200 is formed so that a lubricating component such as carbon (C) or MoS 2 has porosity, for example, lubricating oil is stored inside the porous material and supplied to the inside of the body part 100 to provide a lubricating environment. plays a role in maintaining

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 몸체부(100)의 미세 조직을 더 자세히 살펴보면, 몸체부(100)는 황동 합금의 기지상(110)이 형성되고, 이러한 기지상(110)에 Al, Fe, Mn 및 Cr의 규화물을 포함하여 구성된 제1석출상(121) 및 Al 및 Mn계 금속간 화합물을 포함하여 구성된 제2석출상(122) 등 다수의 석출상(120)들이 형성되는 것을 특징으로 한다. 여기에 추가적으로, 침상의 제3석출상(123)이 더 형성될 수 있다.Looking at the microstructure of the body part 100 in more detail as shown in FIGS. 2 to 5, the body part 100 has a matrix phase 110 of a brass alloy is formed, and Al, Fe, It is characterized in that a plurality of precipitation phases 120 are formed, such as a first precipitation phase 121 comprising Mn and Cr silicide and a second precipitation phase 122 comprising Al and Mn-based intermetallic compounds. . In addition to this, the needle-like third precipitated phase 123 may be further formed.

기지상(110)은 황동 합금의 α(알파)상 및 β(베타)상으로 구성되는데, α상과 β상, α+β 혼합상의 3가지 형태로 나타난다.The matrix phase 110 is composed of an α (alpha) phase and a β (beta) phase of a brass alloy, and appears in three forms: an α phase, a β phase, and an α + β mixed phase.

황동의 β상 분율이 높으면 소재의 내마모성은 개선되지만 가공성이 떨어지고 쉽게 취하하는 문제점이 있는 바, 이를 해결하기 위해 첨가 원소의 함량을 조절하여 β상의 안정화 영역을 확대하는 미세조직 제어기술이 적용되었다.If the fraction of the β phase of brass is high, the wear resistance of the material is improved, but there is a problem of poor workability and easy withdrawal.

구체적으로, 천이원소는 아연당량이 높은 Al, Fe, Mn 등의 함량을 상기 범위로 조절하여 황동의 β상 분율이 50%이상이 되도록 하며, 추가적으로 내마모성 향상을 위한 Si, Ni, Cr 등 기타 원소들을 더 포함하여 구성하였다.Specifically, the transition element adjusts the content of Al, Fe, Mn, etc. with a high zinc equivalent to the above range so that the β-phase fraction of brass is 50% or more, and Si, Ni, Cr, etc. other elements for additionally improving wear resistance were further included.

한편, 제1석출상(121) 및 제2석출상(122)은 Al, Fe, Mn, Si, Ni, Cr 등의 천이원소를 주성분으로 이루어지는 금속간 화합물로서, 몸체부(100)의 소재 강성을 향상시키거나, 슬라이딩 접동면에서 미세하게 마모되면서 윤활성을 향상시키는 역할을 수행한다.On the other hand, the first precipitation phase 121 and the second precipitation phase 122 are intermetallic compounds composed mainly of transition elements such as Al, Fe, Mn, Si, Ni, Cr, and the material stiffness of the body portion 100 . It plays a role in improving the lubricity by improving the lubrication or by finely abrading on the sliding sliding surface.

제1석출상(121)은, 중량%로, Al: 6.1~6.6%, Si: 14.2~15.3%, Cr: 1.2~1.6%, Mn: 13.6~14.8%, Fe: 60~62.2%, Cu: 1.3~3.4%을 포함하여 구성되고, 제2석출상(122)은, Al: 8.6~10.4%, Mn: 0.9~1.8%, Cu: 64~66.6%, Zn: 22.1~25.5%을 포함하여 구성된다.The first precipitated phase 121 is, by weight, Al: 6.1 to 6.6%, Si: 14.2 to 15.3%, Cr: 1.2 to 1.6%, Mn: 13.6 to 14.8%, Fe: 60 to 62.2%, Cu: It is composed of 1.3 to 3.4%, and the second precipitation phase 122 is composed of Al: 8.6 to 10.4%, Mn: 0.9 to 1.8%, Cu: 64 to 66.6%, Zn: 22.1 to 25.5% do.

이때 제1석출상(121)은 구형 또는 수지상으로 형성되어 몸체부(100)의 결정립내 및 결정립계에 석출되고, 제2석출상(122)은 금속간 화합물이 기지상(110) 조직에 고용되어 형성될 수 있다.At this time, the first precipitation phase 121 is formed in a spherical or dendritic shape and is precipitated within and at the grain boundaries of the body part 100 , and the second precipitation phase 122 is formed by dissolving the intermetallic compound in the matrix phase 110 tissue. can be

석출상(120)은 전체적으로 구상, 국화상, 수지상 등의 다양한 형태로 석출되어 5~15μm의 미세한 크기로 분포하고 있으며, 제1석출상(121)의 일부는 입계에 중점적으로 편석되어 있음을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the precipitated phase 120 is precipitated in various forms such as spherical, chrysanthemum, and dendritic as a whole and is distributed in a fine size of 5 to 15 μm, and a part of the first precipitated phase 121 is mainly segregated at the grain boundary. can

이렇게 제1석출상(121)들이 기지상(110)의 입계에 편석됨에 따라 결정립 미세화가 일어남으로써, 기지상(110)의 강성을 보다 강화할 수 있는 효과가 있다.As such, as the first precipitated phases 121 are segregated at the grain boundary of the matrix phase 110 , grain refinement occurs, thereby increasing the rigidity of the matrix phase 110 .

이러한 본 발명에 따른 몸체부(100)를 적용한 경우, 종래의 상용 고력 황동 합금(CAC304)에 비해 높은 부하가 요구되는 슬라이딩 접동 부품으로 사용하였을 때, 안정적인 마찰계수를 보유하면서도 적은 마모량으로 장시간 운용이 가능한 장점이 있다.When the body part 100 according to the present invention is applied, when it is used as a sliding sliding part that requires a higher load compared to the conventional commercial high-strength brass alloy (CAC304), it can be operated for a long time with a small amount of wear while maintaining a stable friction coefficient. There are possible advantages.

특히, 종래의 고력 황동 합금(CAC304)의 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이, 기지상(110)의 결정립 크기가 커서 조직 미세화가 이루어지지 않은 것을 알 수 있고, 석출물(12)의 개수 및 분율도 적으며, 본 발명의 석출상(120)은 제1석출상(121)과 제2석출상(122)을 포함하는 두 종류 이상의 상으로 구분되는 반면, 종래의 고력 황동 합금에는 한 종류의 석출물(12)만 형성되는 차이가 있다.In particular, in the case of the conventional high-strength brass alloy (CAC304), as shown in FIG. 6 , it can be seen that the grain size of the matrix phase 110 is large, so that the microstructure is not made, and the number and fraction of the precipitates 12 While the precipitation phase 120 of the present invention is divided into two or more types of phases including the first precipitation phase 121 and the second precipitation phase 122, one type of precipitate ( There is a difference that only 12) is formed.

또한, 형성된 석출물(12) 역시 본 발명과 달리 대부분 단일의 구상 형태를 나타내고 있고, 대부분 입내에 석출되어 입계에는 거의 석출되지 않는 형태를 나타내고 있다.In addition, unlike the present invention, the formed precipitates 12 also mostly exhibit a single spherical shape, and most of them are precipitated in the grains and hardly precipitate at the grain boundaries.

이러한 차이는 실리콘(Si)의 함량 차이에 기인한 것으로서, 도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명에 따른 실시예 1의 조성과 도 5에 도시된 종래의 고력 황동 합금(CAC304)인 비교예 1의 조성은 다음 표 1과 같다.This difference is due to the difference in the content of silicon (Si), and the composition of Example 1 according to the present invention shown in FIGS. 2 to 4 and Comparative Example 1, which is a conventional high-strength brass alloy (CAC304) shown in FIG. 5 The composition is shown in Table 1 below.

구분(wt%)Division (wt%) CuCu ZnZn AlAl MnMn FeFe SiSi NiNi CrCr 실시예1Example 1 6161 23.523.5 77 44 33 0.80.8 0.40.4 0.10.1 비교예1Comparative Example 1 61.561.5 23.523.5 77 44 33 0.050.05 0.50.5 --

표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1은 비교예 1에 비해 실리콘(Si) 함량이 높기 때문에 Al, Fe, Mn, Cr계의 규화물이 더욱 많이 형성될 수 있고, 이러한 규화물이 석출상(120)을 다량 형성하며, 이에 따른 입계 편석 및 결정립 미세화가 이루어지는 것이다.As shown in Table 1, Example 1 has a higher silicon (Si) content than Comparative Example 1, so Al, Fe, Mn, Cr-based silicides may be more formed, and these silicides are precipitated phase 120 is formed in a large amount, and thus grain boundary segregation and grain refinement are made.

다음으로는 몸체부(100)의 각 조직별 세부 조성에 대해 살펴보도록 한다. 본 발명에 따른 몸체부(100)의 기지상(110)의 조성은 다음 표 2와 같다.Next, a detailed composition of each tissue of the body portion 100 will be described. The composition of the matrix phase 110 of the body portion 100 according to the present invention is shown in Table 2 below.

구분(wt%)Division (wt%) CuCu ZnZn AlAl MnMn FeFe NiNi 합계Sum 기지상on the ground 64.1264.12 24.5324.53 7.067.06 2.792.79 0.710.71 0.780.78 100100

표 2에 기재된 바와 같이, 기지상(110)은 주로 구리(Cu)와 아연(Zn)으로 이루어진 황동 조성을 나타내고 있다. 다만 표 1의 몸체부(100) 전체의 조성을 나타낸 실시예 1에 비해, 기지상(110)은 Cu 및 Zn의 함량이 더 높은 것을 알 수 있다. 또한, 몸체부(100)에 포함되어 있는 Si가 기지상에는 거의 존재하지 않는 바, 이는 Si가 석출상(120)의 규화물을 형성하기 위해 사용되고, 석출상(120)에 사용되지 않는 Cu 및 Zn이 기지상(110) 부위에 집중되는 것을 의미하는 것이다. 이를 통해, 석출상(120)에는 상대적으로 Cu 및 Zn 함량이 적을 것을 예측할 수 있다.As shown in Table 2, the matrix phase 110 shows a brass composition mainly composed of copper (Cu) and zinc (Zn). However, it can be seen that the matrix phase 110 has a higher content of Cu and Zn compared to Example 1 in which the composition of the entire body portion 100 of Table 1 is shown. In addition, Si contained in the body portion 100 is hardly present in the matrix phase, which means that Si is used to form the silicide of the precipitated phase 120 , and Cu and Zn not used in the precipitated phase 120 are It means to be concentrated on the base image 110 . Through this, it can be predicted that the content of Cu and Zn is relatively small in the precipitated phase 120 .

구분(wt%)Division (wt%) AlAl SiSi CrCr MnMn FeFe CuCu 제1석출상A1st precipitation phase A 6.356.35 14.6914.69 1.271.27 15.2615.26 59.3759.37 3.063.06 제1석출상B1st precipitation phase B 6.466.46 14.8214.82 1.51.5 14.2614.26 61.1861.18 1.771.77 제1석출상C1st precipitation phase C 6.286.28 14.3514.35 1.431.43 14.4414.44 62.0662.06 1.441.44 제1석출상D1st precipitation phase D 6.386.38 14.6814.68 1.491.49 14.6714.67 60.4560.45 2.332.33 제1석출상E1st precipitation phase E 6.486.48 15.1415.14 1.321.32 13.7113.71 60.1160.11 3.243.24

구분(wt%)Division (wt%) AlAl MnMn CuCu ZnZn 제2석출상A2nd precipitation phase A 9.139.13 1.51.5 65.0565.05 24.3224.32 제2석출상B2nd precipitation phase B 8.748.74 1.491.49 64.4364.43 25.3425.34 제2석출상C2nd precipitation phase C 9.099.09 1.641.64 64.1964.19 25.0825.08 제2석출상D2nd precipitation phase D 10.310.3 1.081.08 66.4266.42 22.222.2 제2석출상E2nd precipitation phase E 8.888.88 1.661.66 64.4164.41 25.0625.06 제2석출상F2nd precipitation phase F 9.199.19 1.641.64 64.2464.24 24.9424.94

도 7 내지 도 11은 순서대로 제1석출상 A, 제1석출상 B, 제1석출상 C, 제1석출상 D, 제1석출상 E의 SEM 사진 및 성분 분석 결과를 나타낸 도면이고, 도 12 내지 도 17은 순서대로 제2석출상 A, 제2석출상 B, 제2석출상 C, 제2석출상 D, 제2석출상 E, 제2석출상 F의 SEM 사진 및 성분 분석 결과를 나타낸 도면이며, 표 3에는 제1석출상의 각 성분이, 표 4에는 제2석출상의 각 성분이 나타나 있다.7 to 11 are views showing SEM photographs and component analysis results of the first precipitation phase A, the first precipitation phase B, the first precipitation phase C, the first precipitation phase D, and the first precipitation phase E in order, and FIG. 12 to 17 are SEM photographs and component analysis results of the second precipitation phase A, the second precipitation phase B, the second precipitation phase C, the second precipitation phase D, the second precipitation phase E, and the second precipitation phase F in order. It is a figure shown, and each component of a 1st precipitation phase is shown in Table 3, and each component of a 2nd precipitation phase is shown in Table 4.

도 7 내지 도 17과, 표 3 및 표 4에 기재된 바와 같이, 실제 제1석출상(121) 및 제2석출상(122)의 성분 분석 결과, 앞서 표 2에서 예측한 것을 뒷받침하는 것을 알 수 있다.As shown in FIGS. 7 to 17 and Tables 3 and 4, it can be seen that the component analysis results of the actual first precipitated phase 121 and the second precipitated phase 122 support the predictions in Table 2 above. there is.

즉, Cu 및 Zn 등 기지상(110)을 주로 이루는 성분의 함량은 몸체부(100)의 전체 함량에 비해 낮고, 석출상(120)을 형성하는 Al, Si, Cr, Mn, Fe 등의 함량은 몸체부(100)의 전체 함량에 비해 높아, 석출상(120)에는 금속간 개재물이 주로 형성된 것을 알수 있다.That is, the content of components mainly constituting the matrix phase 110, such as Cu and Zn, is lower than the total content of the body portion 100, and the content of Al, Si, Cr, Mn, Fe, etc. forming the precipitated phase 120 is Higher than the total content of the body portion 100, it can be seen that the intermetallic inclusions are mainly formed in the precipitated phase 120.

특히 제1석출상(121) 영역에서는 Cu 및 Zn이 검출되지 않은 반면, Fe, Mn, Si은 매우 높게 검출되는 바, 제1석출상(121)의 주요 성분은 철, 망간이 포함된 규화물인 것으로 나타난다.In particular, Cu and Zn are not detected in the region of the first precipitation phase 121 , whereas Fe, Mn, and Si are detected very highly. The main component of the first precipitation phase 121 is silicide containing iron and manganese appears to be

알루미늄은 기지상상, 석출상의 전 영역에서 미세하고 균질하게 검출된다. 따라서 구리, 망간, 규소 등과 결합하여 미소 화합물을 형성하였을 것으로 추정된다.Aluminum is detected finely and homogeneously in all regions of the matrix phase and precipitation phase. Therefore, it is presumed that it is combined with copper, manganese, silicon and the like to form a micro compound.

기타 Al 등의 미량 첨가원소는 기지상(110) 및 석출상(120)에 고르게 검출된 바, 미소 금속간 화합물을 형성하여 분포되는 것으로 나타난다.Other trace elements, such as Al, are uniformly detected in the matrix phase 110 and the precipitated phase 120, and appear to form and distribute minute intermetallic compounds.

특히, 제1석출상(121)은 기지상(110)과 매우 다른 조성을 나타내면서, 본 발명에 따른 몸체부(100)의 내마모성 증가, 마찰계수 감소 및 마찰열 감소의 효과를 나타내는 주 원인이 되는 조직인 것으로 나타났다.In particular, the first precipitated phase 121 has a composition very different from that of the matrix phase 110, and is the main cause of the increase in the wear resistance of the body 100 according to the present invention, the decrease in the coefficient of friction, and the effect of reducing the frictional heat. .

한편, 몸체부(100)에는 제1석출상(121) 및 제2석출상(122)과 상이한 침상의 제3석출상(123)이 추가적으로 형성되는 바, 이러한 제3석출상은, Al: 0.3~1.1%, Si: 21.5~23.2%, Mn: 29.4~38.5%, Fe: 31.7~34.3%, Cu: 3.8~10.5%, Cr: 0.7~1.2%, Zn: 3.4~4.7%을 포함하여 구성된다.On the other hand, in the body portion 100, a needle-shaped third precipitation phase 123 different from the first precipitation phase 121 and the second precipitation phase 122 is additionally formed, and this third precipitation phase is Al: 0.3~ 1.1%, Si: 21.5 to 23.2%, Mn: 29.4 to 38.5%, Fe: 31.7 to 34.3%, Cu: 3.8 to 10.5%, Cr: 0.7 to 1.2%, Zn: 3.4 to 4.7%.

이러한 제3석출상(123)의 실제 조성 측정 결과는 다음 표 5와 같다.The actual composition measurement results of the third precipitated phase 123 are shown in Table 5 below.

구분(wt%)Division (wt%) AlAl SiSi CrCr MnMn FeFe CuCu ZnZn 제3석출상A3 precipitation phase A 0.450.45 22.6322.63 0.880.88 37.6137.61 32.3732.37 6.066.06 -- 제3석출상B3rd precipitation phase B 0.430.43 23.0723.07 -- 38.3938.39 34.1834.18 3.933.93 -- 제3석출상C3 precipitation phase C 0.930.93 21.6521.65 1.051.05 29.5829.58 31.8531.85 10.3810.38 4.564.56

도 18 내지 도 20은 순서대로 제3석출상 A, 제3석출상 B, 제3석출상 C의 SEM 사진 및 성분 분석 결과를 나타낸 도면이다.18 to 20 are views showing SEM photographs and component analysis results of the third precipitation phase A, the third precipitation phase B, and the third precipitation phase C in order.

도 18 내지 도 20 및 표 5에 나타난 바와 같이, 제3석출상(123)은 겉보기로는 제1석출상(121)과 유사한 색상을 나타내지만, 실제로 그 성분을 분석한 결과 제1석출상(121)과 상당부분 상이한 조성을 나타내었다.As shown in FIGS. 18 to 20 and Table 5, the third precipitation phase 123 has a color similar to that of the first precipitation phase 121 on the surface, but as a result of analyzing its components, the first precipitated phase ( 121) and showed a significantly different composition.

즉, 제3석출상(123)은 제1석출상(121)에 비해 Al 및 Fe 함량이 낮고, Mn 및 Si 함량이 높게 나타난다. 이는 제3석출상은 Al-Fe계 규화물은 비교적 적게 형성되고, 반면 Mn계 규화물이 다량 형성되며, 이러한 Mn계 규화물이 형성되면서 침상의 형태를 나타내도록 성장한 것임을 알 수 있다.That is, the third precipitation phase 123 has lower Al and Fe content and higher Mn and Si content than the first precipitation phase 121 . It can be seen that, in the third precipitation phase, relatively little Al-Fe-based silicide is formed, whereas a large amount of Mn-based silicide is formed, and the Mn-based silicide is grown to exhibit a needle-like shape while the Mn-based silicide is formed.

이러한 제3석출상(123)은 제1석출상(121)과 유사하게 기지상(110)의 결정립 미세화, 소재의 경도 및 강도 향상 등의 역할을 수행한다.Similar to the first precipitation phase 121 , the third precipitation phase 123 serves to refine the grains of the matrix phase 110 , and to improve the hardness and strength of the material.

상술한 바와 같이, 본 발명의 몸체부(100)는 기지상(110)에 제1석출상(121), 제2석출상(122) 및 제3석출상(123)이 분포되어 형성됨으로써, 다양한 물성을 우수하게 나타낼 수 있다.As described above, the body portion 100 of the present invention is formed by distributing the first precipitation phase 121, the second precipitation phase 122, and the third precipitation phase 123 on the matrix phase 110, thereby providing various physical properties. can be excellently represented.

몸체부(100)의 기계적 물성을 살펴 보면, 경도 285HB 이상, 인장강도 850MPa 이상, 연신율 4~7%를 나타낸다.Looking at the mechanical properties of the body portion 100, it exhibits a hardness of 285HB or more, a tensile strength of 850 MPa or more, and an elongation of 4 to 7%.

다음으로 본 발명에 따라 제조된 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링의 마찰 내구 시험을 수행하였다.Next, a friction durability test of the oilless bearing for high surface pressure to which the high-strength brass alloy with improved microstructure manufactured according to the present invention is applied was performed.

시험에 사용될 시편의 형상은 내경 60mm, 외경 75mm, 기장 30mm, 내부 표면적 5,652mm2, 투영 면적 1,800mm2이고, 고체 윤활제로서 삽입되는 윤활제부(200)는 직경 8mm, 총 개수 30개, 몸체부(100)의 표면적 대비 윤활제부(200)의 비율은 27%이다.The shape of the specimen to be used for the test has an inner diameter of 60 mm, an outer diameter of 75 mm, a length of 30 mm, an inner surface area of 5,652 mm 2 , and a projected area of 1,800 mm 2 , and the lubricant part 200 inserted as a solid lubricant has a diameter of 8 mm, the total number of 30 pieces, the body part The ratio of the lubricant part 200 to the surface area of 100 is 27%.

이와 대비되는 종래의 상용 제품은 상술한 시편과 동일한 형상을 갖는다.In contrast to this, a conventional commercial product has the same shape as the above-mentioned specimen.

시험 조건은 하중 14,400kgf, 회전속도 0.5m/min, 시험시간 100h 기준에서, 윤활제부(200)를 몸체부(100)에 삽입한 이후 24시간동안 윤활유를 함침하였고, 시험 전 그리스를 1회 도포하였다.The test conditions were a load of 14,400 kgf, a rotation speed of 0.5 m/min, and a test time of 100 h, after inserting the lubricant part 200 into the body part 100, lubricating oil was impregnated for 24 hours, and grease was applied once before the test. did

시편에 삽입되는 상대 마모재인 축은 SCM440으로 제작하였으며, 고주파 경화처리를 적용하여 56~61HRc의 표면경도를 가진다. 축은 원점을 기준으로 ±45°를 요동하여 원점으로 돌아오는 것을 1회로 계산하며, 1회 이동시 총 이동 각도는 135°에 해당한다.The shaft, which is a relative wear material inserted into the specimen, is made of SCM440 and has a surface hardness of 56~61HRc by applying induction hardening treatment. The axis oscillates ±45° from the origin and returns to the origin once counted, and the total movement angle for one movement is 135°.

100h의 시험 이후, 평균 마모량, 최대 마모량, 샤프트 마모량을 측정하고, 시험 도중에 마찰계수, 마찰열의 변화를 측정하였다. After the test for 100 h, the average wear amount, the maximum wear amount, and the shaft wear amount were measured, and the friction coefficient and friction heat change during the test were measured.

마모량 관련 분석은 베어링 내측면의 5개소를 측정하여 이를 평균하였고, 마찰계수 및 마찰열은 실시간 변화를 측정하였으며, 시험 결과를 다음 표 6 및 표 7과, 도 21 및 도 22에 나타내었다.For analysis related to wear amount, five points of the inner surface of the bearing were measured and averaged, and real-time changes in friction coefficient and friction heat were measured, and the test results are shown in Tables 6 and 7, and FIGS. 21 and 22.

항목item 단위unit 실시예Example 비교예comparative example 베어링평균두께Bearing average thickness mmmm 7.5007.500 7.5007.500 5회평균두께5 times average thickness mmmm 7.4947.494 7.4757.475 5회평균마모량5 times average wear mmmm 0.0060.006 0.0250.025 최대마모량maximum wear mmmm 0.0100.010 0.0280.028 샤프트마모량shaft wear mmmm 0.0020.002 0.0030.003

구분division 단위unit 실시예Example 비교예comparative example 평균마찰계수average coefficient of friction μμ 0.0660.066 0.0870.087 평균마찰온도average friction temperature ℃℃ 48.4348.43 50.1550.15

표 6, 표 7, 도 21 및 도 22에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링의 경우, 100h의 시험 이후 베어링의 마모량, 샤프트의 마모량이 모두 종래의 상용 제품보다 우수하였으며, 평균마찰계수 및 평균마찰온도는 종래에 비해 더 낮게 나타나는 바, 윤활 성능이 우수함을 알 수 있다.As shown in Tables 6, 7, 21 and 22, in the case of an oilless bearing for high surface pressure to which a high-strength brass alloy with improved microstructure according to an embodiment of the present invention is applied, the amount of wear of the bearing after the test of 100h, The amount of wear of the shaft was all superior to those of conventional commercial products, and the average friction coefficient and average friction temperature were lower than those of the prior art, suggesting that the lubrication performance is excellent.

특히, 마찰계수의 안정화 경향 및 마찰온도는 본 발명의 실시예가 종래의 비교예에 비해 월등히 우수하고, 마찰온도는 전 구간에서 본 발명의 실시예가 비교예보다 2~3℃ 가량 낮은 결과를 나타내었다.In particular, the stabilization tendency of the coefficient of friction and the friction temperature were significantly better in the example of the present invention than that of the conventional comparative example, and the friction temperature was lower than that of the comparative example by 2-3° C. .

이를 정리하면, 본 발명에 따른 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링은 평균 마찰계수 0.06~0.08, 평균 마찰온도 46~50℃의 범위를 나타내는 우수한 성능을 나타내는 것으로 나타났다.To summarize, the oilless bearing for high surface pressure to which the high-strength brass alloy with improved microstructure according to the present invention is applied exhibits excellent performance with an average coefficient of friction of 0.06 to 0.08 and an average friction temperature in the range of 46 to 50 ° C.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that it can be done.

100: 몸체부
110: 기지상
120: 석출상
121: 제1석출상
122: 제2석출상
123: 제3석출상
200: 윤활제부100: body
110: on the ground
120: precipitation phase
121: first precipitation phase
122: 2nd precipitation phase
123: 3rd Precipitation Award
200: lubricant part

Claims (7)

원통형 형상으로 형성되고, 내측면에 복수 개의 윤활제홈이 형성된 몸체부; 및
상기 몸체부의 윤활제홈에 삽입되고, 함유성 재질로 형성되어 그 내부에 윤활유가 함침되는 윤활제부;를 포함하고,
상기 몸체부는, 중량%로, Cu: 59~62%, Zn: 21~23%, Al: 6~7%, Mn: 3~3.5%, Fe: 3~4%, Si: 0.5~1%, Ni: 0.7~1%, Cr: 0.5% 이하(단, 0%를 제외한다)을 포함하는 황동 합금으로 형성되며,
상기 몸체부에는 Al, Fe, Mn 및 Cr의 규화물을 포함하여 구성된 제1석출상 및 Al 및 Mn계 금속간 화합물을 포함하여 구성된 제2석출상이 형성되는 것을 특징으로 하는, 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링.
a body portion formed in a cylindrical shape and having a plurality of lubricant grooves formed on an inner surface thereof; and
and a lubricant part which is inserted into the lubricant groove of the body part and is formed of an oleaginous material and is impregnated with lubricant oil therein;
The body portion, in wt%, Cu: 59 ~ 62%, Zn: 21 ~ 23%, Al: 6 ~ 7%, Mn: 3 ~ 3.5%, Fe: 3-4%, Si: 0.5 ~ 1%, Ni: 0.7 to 1%, Cr: is formed of a brass alloy containing 0.5% or less (except 0%),
High strength with improved microstructure, characterized in that a first precipitation phase comprising Al, Fe, Mn and Cr silicides and a second precipitation phase comprising Al and Mn-based intermetallic compounds are formed in the body portion Oilless bearing for high surface pressure with brass alloy applied.
 청구항 1에 있어서,
상기 제1석출상은, 중량%로, Al: 6.1~6.6%, Si: 14.2~15.3%, Cr: 1.2~1.6%, Mn: 13.6~14.8%, Fe: 60~62.2%, Cu: 1.3~3.4%을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링.
The method according to claim 1,
The first precipitation phase is, by weight, Al: 6.1 to 6.6%, Si: 14.2 to 15.3%, Cr: 1.2 to 1.6%, Mn: 13.6 to 14.8%, Fe: 60 to 62.2%, Cu: 1.3 to 3.4 %, oilless bearing for high surface pressure applied with a high-strength brass alloy with improved microstructure.
 청구항 1에 있어서,
상기 제2석출상은, Al: 8.6~10.4%, Mn: 0.9~1.8%, Cu: 64~66.6%, Zn: 22.1~25.5%을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링.
The method according to claim 1,
The second precipitation phase, Al: 8.6 to 10.4%, Mn: 0.9 to 1.8%, Cu: 64 to 66.6%, Zn: characterized in that it comprises 22.1 to 25.5%, microstructure improved high strength brass Oilless bearing for high surface pressure with alloy applied.
 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1석출상은 구형 또는 수지상으로 형성되어 상기 몸체부의 결정립내 및 결정립계에 석출되고,
상기 제2석출상은 금속간 화합물이 기지상 조직에 고용되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The first precipitated phase is formed in a spherical or dendritic shape and is precipitated in the grains of the body and at the grain boundaries,
The second precipitation phase is an oilless bearing for high surface pressure to which a high strength brass alloy with improved microstructure is applied, characterized in that it is formed by dissolving an intermetallic compound in a matrix structure.
 청구항 1에 있어서,
상기 몸체부에는 침상으로 석출되는 제3석출상이 더 형성되고,
상기 제3석출상은, Al: 0.3~1.1%, Si: 21.5~23.2%, Mn: 29.4~38.5%, Fe: 31.7~34.3%, Cu: 3.8~10.5%, Cr: 0.7~1.2%, Zn: 3.4~4.7%을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링.
The method according to claim 1,
A third precipitation phase which is precipitated in a needle shape is further formed on the body portion,
The third precipitation phase is, Al: 0.3 to 1.1%, Si: 21.5 to 23.2%, Mn: 29.4 to 38.5%, Fe: 31.7 to 34.3%, Cu: 3.8 to 10.5%, Cr: 0.7 to 1.2%, Zn: Oilless bearing for high surface pressure applied with high-strength brass alloy with improved microstructure, characterized in that it comprises 3.4 to 4.7%.
 청구항 1에 있어서,
상기 몸체부는, 경도 285HB 이상, 인장강도 850MPa 이상, 연신율 4~7%인 것을 특징으로 하는, 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링.
The method according to claim 1,
The body portion, hardness of 285HB or more, tensile strength of 850 MPa or more, characterized in that the elongation of 4 to 7%, a high-strength brass alloy with improved microstructure is applied to an oilless bearing for high surface pressure.
 청구항 1에 있어서,
상기 몸체부 및 윤활유가 함침된 상기 윤활제부로 구성된 상기 오일리스 베어링은, 하중 14,400kgf, 회전속도 0.5m/min, 시험시간 100h 기준에서, 평균 마찰계수 0.06~0.08, 평균 마찰온도 46~50℃인 것을 특징으로 하는, 미세조직이 개량된 고력황동 합금이 적용된 고면압용 오일리스 베어링.
The method according to claim 1,
The oilless bearing consisting of the body part and the lubricant part impregnated with lubricating oil has an average friction coefficient of 0.06 to 0.08, and an average friction temperature of 46 to 50 ° C, based on a load of 14,400 kgf, a rotation speed of 0.5 m/min, and a test time of 100 h. Oilless bearing for high surface pressure applied with high-strength brass alloy with improved microstructure.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110118283A (en) 2010-04-23 2011-10-31 주식회사 에스지오 Non oil supplying and antirust sinterred bearing

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900006701B1 (en) * 1987-12-19 1990-09-17 기아자동차 주식회사 High strength cupper alloy and method therefor
JP5253440B2 (en) * 2010-03-01 2013-07-31 大同メタル工業株式会社 Sliding bearings for turbochargers for internal combustion engines
KR101370508B1 (en) * 2011-07-05 2014-03-06 주식회사 티엠시 Method for manufacturing a combined type sintered oilless bearing for a sliding bearing
KR20170029161A (en) * 2015-09-07 2017-03-15 주식회사 에스지오 Strength brass alloy of high wear resistance
KR102108860B1 (en) * 2018-02-01 2020-05-11 한국소재(주) Apparatus for manufacturing oilless bearing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110118283A (en) 2010-04-23 2011-10-31 주식회사 에스지오 Non oil supplying and antirust sinterred bearing

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