KR20230078365A - 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발전소 스팀터빈에 적용되는 틸팅패드 저널베어링의 소재를 고강도 합금메탈로 적용하면서 원심주조법에 의한 베이스 메탈과 배빗메탈 간에 본딩을 강화시킨 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법을 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 탈지단계(S1), 마스킹단계(S2), 탈청단계(S3), 플럭싱단계(S4)를 포함하는 주조면 전처리단계와, 제 1티닝단계(S5), 수냉단계(S6), 제 2티닝단계(S7), 원심주조단계(S8)를 포함하되, 상기 플럭싱단계(S4)는 염화아연(ZnCl2) 20~30중량% 함유되며, 40~50℃로 예열된 염화 수용액이 수용된 주조에 베이스 메탈소재(10)를 침지시키는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은 탈지단계(S1), 마스킹단계(S2), 탈청단계(S3), 플럭싱단계(S4)를 포함하는 주조면 전처리단계와, 제 1티닝단계(S5), 수냉단계(S6), 제 2티닝단계(S7), 원심주조단계(S8)를 포함하되, 상기 플럭싱단계(S4)는 염화아연(ZnCl2) 20~30중량% 함유되며, 40~50℃로 예열된 염화 수용액이 수용된 주조에 베이스 메탈소재(10)를 침지시키는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 원자력 발전소 스팀터빈에 적용되는 틸팅패드 저널베어링의 소재를 고강도 합금메탈로 적용하면서 원심주조법에 의한 베이스 메탈과 배빗메탈 간에 본딩을 강화시킨 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 압축기, 발전기와 같은 산업용 회전 기계들은 효율향상에 대한 요구와 함께 고속화, 대형화되고 있으며, 이에 따라 하중 지지능력과 고속 안정성이 우수한 틸팅패드 저널 베어링의 적용이 증가하고 있다. 틸팅패드의 저널 베어링은 원주 방향으로 위치한 여러 패드가 피봇을 중심으로 회전할 수 있는 베어링으로, 산업 기계들의 고속화, 대형화 추세에 발맞춰 내구성과 안전성이 우수한 틸팅패드 저널 베어링의 수요가 증가하고 있다.
특히, 발전소에 사용되는 베어링에 있어서, 유체윤활 베어링이 손상되면 디본딩 현상으로 인해 터빈 시스템 전체에 치명적인 피해가 발생하기 때문에, 고온, 고압용 터빈의 로터를 지지하는 유체윤활 베어링의 본딩을 상당히 중요시 여기고 있으며, 지난 수십 년간 유체윤활 베어링의 본딩 강화에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래 선행기술로 본 출원인의 대한민국등록특허 제10-2197090호에서 원심주조를 이용한 크롬동 저널베어링 제조 방법이 개시된 바 있으며, 이는 내부에 원형 주조면(12)이 가공된 크롬동 재질의 베이스 메탈소재(10)를 알카리성 세척조에 침지하는 탈지단계(S1); 상기 탈지단계(S1) 이후, 베이스 메탈소재(10)의 비 주조면에 이형제(14)를 도포하는 마스킹단계(S2); 상기 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)에 산성 세척액 또는 염화 수용액을 브러싱하는 주조면 전처리단계; 상기 주조면 전처리단계 이후, 베이스 메탈소재(10)를 액체 상태의 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 침지하여 1차 주석도금층(20)을 형성하는 제 1티닝단계(S5); 상기 제 1티닝단계(S5)를 거친 베이스 메탈소재(10)를 냉각조로 투입하여 냉각하는 수냉단계(S6); 상기 수냉단계(S6) 이후, 베이스 메탈소재(10)를 액체 상태의 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 침지하여 2차 주석도금층(20')을 형성하는 제 2티닝단계(S7); 및 상기 제 2티닝단계(S7)를 거친 베이스 메탈소재(10)를 원심주조기에 투입하고, 원심주조법으로 베이스 메탈소재(10) 주조면(12)에 배빗 메탈층(30)을 형성하는 원심주조단계(S8);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
하지만, 상기 선행기술은 베이링본체 즉, 베이스 메탈이 크롬동(Copper-Chromium)으로 형성한 것으로, 본 발명에서는 베이스메탈이 고강도 합금 메탈 St330S로 적용하면서 본딩 성능을 향상시킬 수 있는 원심주조공정을 제안코자 한다.
본 발명에서는 베이스메탈이 고강도 합금 메탈 St330S로 적용하면서 본딩 성능을 향상하고자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 발전소의 터빈에 적용되는 유체윤활 베어링의 본딩 성능이 60 N/mm2 이상의 접합강도를 가질 수 있도록 원심주조에 따른 배빗 메탈층의 본딩 및 주조성이 향상되는 저널베어링 제조방법을 제공함을 발명에서 해결하고자 하는 과제로 한다.
이와 함께 별도로 기술하지는 않았으나 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위를 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 과제에 포함되도록 한다.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법을 구성하되, 내부에 원형 주조면(12)이 가공되고, 탄소 함유량이 0.3% 이하인 합금 메탈 St330S 소질의 베이스 메탈소재(10)를 70~80℃ 알카리성 세척조에 30~40분 침지한 후, 수세처리하는 탈지단계(S1)와,
상기 탈지단계(S1) 이후, 베이스 메탈소재(10)의 비 주조면에 이형제(14)를 도포하는 마스킹단계(S2)와,
상기 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)에 녹을 포함하는 이물질이 제거하기 위해 25~30℃ 예열된 산성 세척액을 3~4분 브러싱한 후, 25~30℃에서 3~5분 수세처리하는 탈청단계(S3)와,
상기 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)에 염화아연(ZnCl2) 20~30중량% 함유된 염화 수용액으로 브러싱하는 플럭싱단계(S4)로 구성되는 주조면 전처리단계;
상기 주조면 전처리단계 이후, 베이스 메탈소재(10)를 290~340℃ 온도 조건의 액체 상태의 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 165~195분 동안 침지하여 1차 주석도금층(20)을 형성하는 제 1티닝단계(S5);
상기 제 1티닝단계(S5)를 거친 베이스 메탈소재(10)를 10~50℃ 냉각조에 10~50분 투입하여 냉각하는 수냉단계(S6);
상기 수냉단계(S6) 이후, 베이스 메탈소재(10)를 300~340℃ 조건의 액체 상태의 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 120~180분 동안 침지하여 2차 주석도금층(20')을 형성하는 제 2티닝단계(S7); 및
상기 제 2티닝단계(S7)를 거친 베이스 메탈소재(10)를 원심주조기에 투입하고, 베이스 메탈소재(10) 290℃ 이상 예열, 원심주조기 회전수 280~350rpm, 주탕온도는 500~600℃, 주탕시간 10~20초, 냉각수 온도 13~17℃, 냉각수는 10분 이내로 2~4초 간격으로 7 bar 압력으로 분사되도록 설정되어, 원심주조법으로 베이스 메탈소재(10) 주조면(12)에 배빗 메탈층(30)이 본딩된 저널베어링을 형성하며, 베이스 메탈소재(10)와 배빗 메탈층(30) 간에 본딩이 60N/mm2 이상의 접합강도를 갖도록 형성하는 원심주조단계(S8);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 플럭싱단계(S4)는 베이스 메탈소재(10)를 크레인을 포함하는 인양장비를 이용하여 염화아연(ZnCl2) 20~30중량% 함유되며, 40~50℃로 예열된 염화 수용액이 수용된 주조에 3~5분 동안 침지시켜 주조면(12)에 염화아연이 고르게 표면 처리되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 원심주조공정을 통해 생산되는 저널베이링은 베이스메탈이 고강도 합금 메탈 St330S로 적용하면서 베이스 메탈과 배빗 메탈 간에 본딩이 60 N/mm2 이상의 접합강도로 강화되어 향상된 내구성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법을 개략적으로 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저널베어링 제조방법에 있어서, 주조면 전처리단계를 사진으로 표현한 순서도.
도 3은 도 2의 주조면 전처리단계 이후의 단계를 사진으로 표현한 순서도.
도 4는 본 발명의 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법의 다양한 실시예 별로 제조된 저널베어링 샘플을 무작위로 선택하여 본딩력을 테스트한 시험성적서.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저널베어링 제조방법에 있어서, 주조면 전처리단계를 사진으로 표현한 순서도.
도 3은 도 2의 주조면 전처리단계 이후의 단계를 사진으로 표현한 순서도.
도 4는 본 발명의 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법의 다양한 실시예 별로 제조된 저널베어링 샘플을 무작위로 선택하여 본딩력을 테스트한 시험성적서.
이하 첨부된 도면의 구체적인 실시예에 따라 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 기술용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 구체적인 실시예에 따라 달라질 수 있다. 그리고 본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저널베어링 제조방법에 있어서, 주조면 전처리단계를 사진으로 표현한 순서도이며, 도 3은 도 2의 주조면 전처리단계 이후의 단계를 사진으로 표현한 순서도이다.
본 발명은 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법에 관련되며, 이는 발전소 스팀터빈에 적용되는 틸팅패드 저널베어링의 베이스 메탈을 고강도 합금메탈로 적용하면서 원심주조법에 의한 베이스 메탈과 배빗메탈 간에 본딩력을 향상시킬 수 있도록 탈지단계(S1), 마스킹단계(S2), 탈청단계(S3), 플럭싱단계(S4)를 포함하는 주조면 전처리단계와, 제 1티닝단계(S5), 수냉단계(S6), 제 2티닝단계(S7) 및 원심주조단계(S8)를 포함하여 주요 단계로 이루어지며, 이하에서 각 단계에 대해 구체적으로 설명한다.
1. 탈지(DE-GREASING)단계(S1)
본 발명에 따른 탈지단계(S1)는, 내부에 원형 주조면(12)이 가공되고, 저탄소강의 베이스 메탈소재(10)를 70~80℃ 알카리성 세척조에 30~40분 침지한 후, 2~4분 수세처리(WATER RINSE)하는 단계이다.
도 2의 S1에 보인 바와 같이 베이스 메탈소재(10)는 외주면이 크레인 클램프에 클램핑된 상태로 알카리성 세척조에 침지시킨 후, 세척실로 이동되어 노즐을 통하여 분사되는 세척수에 의해 수세처리 및 건조과정을 거친 후에 후술하는 마스킹단계(S2)를 수행하게 된다.
여기서, 상기 탈지단계(S1)는 베이스 메탈소재(10)를 절삭 가공하는 중에 잔류하는 기름을 포함하는 이물질이 제거되어 후술하는 마스킹단계(S2)에서 이형제(14) 도포에 따른 부착성 향상 및 후술하는 제 1, 2티닝단계(S5)(S7)에서 주석도금층 도금품질이 향상된다.
이때, 상기 베이스 메탈소재(10)는 고강도 합금 메탈 St330S인 탄소 함유량이 0.3% 이하인 저탄소강으로 가공이 용이하여 구조용 강재에 많이 이용되며 크롬 함유량이 최대 0.3% 정도 포함되어 인장강도가 최대 640 MPa에 달하는 물리적 성질을 가진 것으로, 절삭가공에 의해 내, 외주면이 동심원상에 일치되도록 원형관형태로 형성된다.
2. 마스킹(MASKING)단계
본 발명에 따른 마스킹단계(S2)는, 상기 탈지단계(S1) 이후 베이스 메탈소재(10)의 비 주조면에 이형제(14)를 도포하는 단계이다.
상기 마스킹단계(S2)에서는 후술하는 원심주조단계(S8)에서 배빗 메탈이 형성되는 주조면 즉, 도 2의 S2처럼 베이스 메탈소재(10)의 원형 주조면(12)을 제외한 영역(외주면 및 측단면)에 도포하되, 마스킹 시간은 10분 내로 이루어지도록 한다.
이에 후술하는 제 1, 2티닝단계(S5)(S7)를 수행하는 중에 베이스 메탈소재(10)의 원형 주조면(12)을 제외한 영역에 주석도금층이 비 도금되는 영역이 구분되도록 마스킹 처리되므로, 후술하는 제 1, 2티닝단계(S5)(S7)에서 비 도금영역에 도금된 주석도금층이 쉽게 박리 처리된다.
이로 인해 후술하는 원심주조단계(S8) 이후 베이스 메탈소재(10) 외주면 표면처리에 따른 후공정의 간소화를 도모한다.
3. 탈청(DE-RUSTING)단계(S3)
본 발명에 따른 탈청단계(S3)는, 상기 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)에 25~30℃ 예열된 산성 세척액을 3~4분 브러싱한 후, 25~30℃에서 3~5분 수세처리하는 단계이다. 여기서 상기 산성 세척액은 염산을 포함한다.
이처럼 탈청단계(S3)를 거쳐 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)에 녹을 포함하는 이물질이 제거되므로, 이후 원심주조단계(S8)에 의해 형성되는 배빗 메탈(babbitt metal)층(30)이 녹 발생 및 이물질로 인해 베이스 메탈소재(10) 주조면(12)과의 본딩력이 저하될 가능성을 원천 봉쇄할 수 있다.
4. 플럭싱(FLUXING)단계(S4)
본 발명에 따른 플럭싱단계(S4)는 상기 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)에 염화아연(ZnCl2) 20~30중량% 함유된 염화 수용액을 40~50℃로 예열한 상태로 3~5분 동안 브러싱 하는 단계이다.
도 2의 S4와 같이 플럭싱단계(S4)는, 베이스 메탈소재(10)를 크레인을 포함하는 인양장비를 이용하여 염화 수용액에 수용된 수조에 담그는 상태를 나타낸 것으로, 종래에 작업자가 브러쉬 등을 이용하여 수작업으로 수행하는 방식 대신 본 발명에서는 베이스 메탈소재(10)를 염화 수용액에 수용된 수조에 일정 시간 침지시킴으로써 염화아연이 주조면(12)에 고르게 표면 처리(브러싱)되는 효과가 있다.
이에 따라, 후술하는 제 1티닝단계(S5)에서 주석도금층의 도금품질이 향상됨은 물론, 주조면(12)에 주석이 높은 결합력을 갖게 도금되므로 이는 결국 베이스 메탈과 배빗메탈 간에 본딩력을 향상시키는 원동력이 된다.
전술한 탈지단계(S1), 마스킹단계(S2), 탈청단계(S3), 플럭싱단계(S4)는 후술하는 제 1, 2티닝(PRIMARY TINNING)단계(S5)(S7) 및 원심주조단계(S8)를 수행하기 전단계 즉, 주조면(12)에 배빗 메탈층(30)을 형성하기 전에 상기 베이스 메탈소재(10)에 적용되는 주조면 전처리공정이며, 이러한 복합적인 주조면 전처리공정을 통해 배빗 메탈층(30) 형성 시 향상된 결합력으로 본딩이 이루어지게 되는 것이다.
5. 제 1티닝(PRIMARY TINNING)단계(S5)
본 발명에 따른 제 1티닝단계(S5)는, 상기 주조면 전처리단계 이후, 베이스 메탈소재(10)를 290~340℃ 온도 조건의 액체 상태의 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 165~195분 동안 침지하여 1차 주석도금층(20)을 형성하는 단계이다.
도 3의 S5에서는 상기 제 1티닝단계(S5)는 베이스 메탈소재(10)를 크레인을 포함하는 인양장비를 이용하여 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 침지시키는 상태를 나타낸다.
이때 상기 제 1티닝단계(S5)는 후술하는 제 2티닝단계(S7) 대비 틴베스안에 침지하는 시간을 길게 유지하도록 한다.
이로써, 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)에 1차 주석도금층(20)이 균일 두께로 도금된다.
이때 상기 제 1티닝단계(S5)에서 티닝시간이 165분 미만으로 설정되면 비도금영역이 발생되고, 195분을 초과하면 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12) 영역별 주석도금층(20) 두께 편차로 도금품질 저하를 초래할 수 있다.
6. 수냉(WATER COOLING)단계
본 발명에 따른 수냉단계(S6)는, 상기 제 1티닝단계(S5)를 거친 베이스 메탈소재(10)를 10~50℃ 냉각조에 10~50분 투입하여 냉각하는 단계이다.
상기 수냉단계(S6)는 도 2의 S6처럼 냉각수가 저장된 냉각조에 제 1티닝단계(S5)를 거친 베이스 메탈소재(10)를 담그는 방식으로 수행될 수 있다.
이러한 상기 수냉단계(S6)로 인해 1차 주석도금층(20)의 냉각 경화와 더불어 후술하는 제 2티닝단계(S7)에서 2차 주석도금층(20')의 도금처리 효율 향상을 도모한다.
한편, 수냉단계(S6)를 거친 후에는 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)을 검사하여 1차 주석도금층(20)의 도금불량을 선별하므로, 이후 원심주조단계(S8)를 거친 후 배빗 메탈층(30)과의 본딩불량으로 인한 완제품 불량률이 현저하게 감소된다.
7. 제 2티닝(SECONDARY TINNING)단계
본 발명에 따른 제 2티닝단계(S7)는, 상기 수냉단계(S6) 이후, 베이스 메탈소재(10)를 300~340℃ 조건의 액체 상태의 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 120~180분 동안 침지하여 2차 주석도금층(20')을 형성하는 단계이다.
상기 제 2티닝단계(S7)는 제 1티닝단계(S5)를 통하여 형성되는 1차 주석도금층(20) 상에 덧씌움 형태로 2차 주석도금층(20')이 형성하는 단계로서, 도 2의 S7과 같이, 베이스 메탈소재(10)를 크레인을 포함하는 인양장비를 이용하여 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 침지하는 방법으로 수행될 수 있다.
여기서, 상기 제 2티닝단계(S7)에 의해 형성되는 2차 주석도금층(20')은 선행된 1차 주석도금층(20)과 동일한 재질 간에 도금 처리되며, 제 1티닝단계(S5) 대비 짧은 시간 동안 수행되도록 한다.
한편, 제 2티닝단계(S7)에서 티닝시간이 120분 미만으로 설정되면 도금 두께가 기준치 미달하고, 180분을 초과하면 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12) 영역별 주석도금층(20) 두께 편차로 도금품질 저하를 초래할 수 있다.
8. 원심주조단계(S8)
본 발명에 따른 원심주조단계(S8)는, 상기 제 2티닝단계(S7)를 거친 베이스 메탈소재(10)를 원심주조기에 투입하고, 베이스 메탈소재(10)를 최소 290℃ 이상으로 예열하고, 원심주조기 회전수 280~350rpm, 주탕온도는 500~600℃, 주탕시간 10~20초, 냉각수 온도 13~17℃, 냉각수는 10분 이내로 2~4초 간격으로 7 bar 압력으로 분사되도록 설정된다.
상기와 같은 과정을 거쳐 베이스 메탈소재(10) 주조면(12)에 배빗 메탈층(30)이 본딩된 저널베어링이 완성되며, 이때 베이스 메탈소재(10)와 배빗 메탈층(30) 간에 본딩이 60N/mm2 이상의 접합강도를 갖도록 형성되므로 저널베어링의 성능 향상과 더불어 고속, 고하중 조건에서 수명이 장구히 연장되는 이점이 있다.
도 4는 다양한 실시예 별로 제조된 틸팅 3-pad 저널 베어링 샘플들을 선택하여 본딩력을 테스트한 시험성적서로서, ISO 4386-2:2012(By the Client) 시험방법으로 시험한 결과값이다.
여기서, 시료 1번 내지 3번은 본 발명의 본 발명의 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법에 의한 제조된 베어링이며, 시료 4번과 5번은 종래의 방식으로 제작한 저널 베어링으로, 시료 2번을 제외한 2개가 73 N/mm2 값을 나타낸 것을 확인할 수 있으며, 이는 종래의 방식으로 제작된 본딩값 보다 약 2배 가량 높은 수치이다. (시험 기관: KTR 한국화학융합시험연구원장)
원심주조방식으로 제작되는 저널베어링에 있어서, 본딩에 영향을 미치는 요인은 전술한 S1에서부터 S4의 전처리 단계, 철과 비철간의 결합력을 높이기 위한 제 1,2티닝단계, 원심주조단계에서의 각종 온도, 시간 및 주형의 RPM 등 매우 다양하다. 하지만 상술한 조건 하에서 저널베어링을 생산할 경우, 저널베어링의 성능 향상과 더불어 고속, 고하중 조건에서 내구성이 우수한 제품을 생산할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
10: 베이스 메탈소재
12: 원형 주조면 14: 이형제
20: 1차 주석도금층 20': 2차 주석도금층
30: 배빗 메탈층
12: 원형 주조면 14: 이형제
20: 1차 주석도금층 20': 2차 주석도금층
30: 배빗 메탈층
Claims (2)
- 내부에 원형 주조면(12)이 가공되고, 탄소 함유량이 0.3% 이하인 합금 메탈 St330S 소질의 베이스 메탈소재(10)를 70~80℃ 알카리성 세척조에 30~40분 침지한 후, 수세처리하는 탈지단계(S1)와,
상기 탈지단계(S1) 이후, 베이스 메탈소재(10)의 비 주조면에 이형제(14)를 도포하는 마스킹단계(S2)와,
상기 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)에 녹을 포함하는 이물질을 제거하기 위해 25~30℃ 예열된 산성 세척액을 3~4분 브러싱한 후, 25~30℃에서 3~5분 수세처리하는 탈청단계(S3)와,
상기 베이스 메탈소재(10)의 주조면(12)에 염화아연(ZnCl2) 20~30중량% 함유된 염화 수용액으로 브러싱하는 플럭싱단계(S4)로 구성되는 주조면 전처리단계;
상기 주조면 전처리단계 이후, 베이스 메탈소재(10)를 290~340℃ 온도 조건의 액체 상태의 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 165~195분 동안 침지하여 1차 주석도금층(20)을 형성하는 제 1티닝단계(S5);
상기 제 1티닝단계(S5)를 거친 베이스 메탈소재(10)를 10~50℃ 냉각조에 10~50분 투입하여 냉각하는 수냉단계(S6);
상기 수냉단계(S6) 이후, 베이스 메탈소재(10)를 300~340℃ 조건의 액체 상태의 주석이 담긴 틴베스(tin bath)안에 120~180분 동안 침지하여 2차 주석도금층(20')을 형성하는 제 2티닝단계(S7); 및
상기 제 2티닝단계(S7)를 거친 베이스 메탈소재(10)를 원심주조기에 투입하고, 베이스 메탈소재(10) 290℃ 이상 예열, 원심주조기 회전수 280~350rpm, 주탕온도는 500~600℃, 주탕시간 10~20초, 냉각수 온도 13~17℃, 냉각수는 10분 이내로 2~4초 간격으로 7 bar 압력으로 분사되도록 설정되어, 원심주조법으로 베이스 메탈소재(10) 주조면(12)에 배빗 메탈층(30)이 본딩된 저널베어링을 형성하며, 베이스 메탈소재(10)와 배빗 메탈층(30) 간에 본딩이 60N/mm2 이상의 접합강도를 갖도록 형성하는 원심주조단계(S8);를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 플럭싱단계(S4)는 베이스 메탈소재(10)를 크레인을 포함하는 인양장비를 이용하여 염화아연(ZnCl2) 20~30중량% 함유되며, 40~50℃로 예열된 염화 수용액이 수용된 주조에 3~5분 동안 침지시켜 주조면(12)에 염화아연이 고르게 표면 처리되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 원심주조를 이용한 틸팅 3-pad 저널 베어링 제조방법.
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