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자동변속기에 사용되는 재료와 열처리기술의 동향 및 과제

전문가 제언: ○ 최근 자동차의 고속주행과 연비향상을 위해 6단, 7단, 그리고 8단 자동변속기가 등장하면서 구미 선진국과 일본에서는 핵심 부품(planetary ring gear 등)의 고강도화와 고정밀화에 필요한 진공침탄 열처리기술의 개발을 활발하게 수행하고 있다.

○ 진공침탄은 종래의 가스침탄에 비해 작업시간이 짧아서 생산비가 절감되고 깨끗한 제품표면을 얻을 수 있는 등 많은 장점을 갖고 있지만, 진공침탄시 균일한 침탄깊이를 얻기 위해서 균일한 온도 분포를 유지하고 침탄가스를 균일하게 교반시키는 것이 중요하다.

○ 고탄소강 부품을 담금질했을 때 나타나는 경도의 부족, 열균열과 같은 열처리결함의 발생 등을 방지하려면 최적의 담금질 열처리조건을 선정하여 담금질 변형과 품질의 불균일을 억제해야 하다. 또한 담금질 작업시 냉각특성은 냉각제의 특성과 사용조건 및 부품의 형상, 크기, 재질, 자세 등에 의존한다. 따라서 자동변속기용 부품의 담금질 품질을 향상시키기 위해서는 냉각곡선을 실측하여 표면열전도율을 구하고 데이터베이스화 하는 것이 중요하다.

○ 담금질 열처리 중에 고체 내부에서 일어나는 결정의 비틀림, 전위에 의한 미끄러짐, 온도변화에 의한 원자간 거리의 변동, 상변태에 의한 결정구조의 변화 등에 의해 발생하는 변형을 사전에 파악하여 담금질 열처리에 적용하면 우수한 품질을 얻을 수 있다.

○ 고온에서 진공침탄에 따른 조직의 조대화를 방지하기 위해서는 Nb, Ti 등을 소량 첨가한 고온침탄강을 사용하는 것이 필요하며, 고온침탄으로 생성된 거칠고 조대화한 결정립을 효과적으로 미세화하기 위해서는 확산 후 열처리로 내에서 가스를 냉각하고 다시 가열실로 이동하여 담금질을 실시하는 방안 등이 확립되어야 할 것이다.

저자: Kouji Ohbayashi
자료유형: 학술정보