메카노-케미컬 버니싱으로 보어 표면 트라이볼로지 향상

이 '메카노-케미컬' 공정은 버니싱/플래토 공정을 통해 강철, 주철 등 철계 소재의 트라이볼로지 특성을 개선하면서, 텅스텐을 나노 수준에서 표면에 함침시킵니다. 사진 제공: Sunnen

정밀 보어가 필요한 부품에서 호닝은 주로 최종 가공 공정으로 수행됩니다. 호닝 장비 및 연마재 제조사 Sunnen에 따르면, 이 공정은 직경 크기, 벨마우스, 파동, 테이퍼, 레인보우, 배럴 형상, 리머 채터, 보링 자국, 아웃오브라운드 홀 등 다양한 불량 보어 상태를 해결할 수 있습니다. 보어 직경 공차 ±0.0002인치를 달성하면서 윤활유 보존을 위한 특유의 크로스해치 패턴을 남깁니다.

Sunnen은 스웨덴의 Applied Nano Surfaces(ANS)와 협력하여, 표준 Sunnen CNC 호닝 장비에 ANS 트라이보컨디셔닝 기술을 적용했습니다. 호닝 후 수행되는 트라이보컨디셔닝은 호닝 작업과 매우 유사하며, 보어 표면 조도와 연소 밀봉성을 개선하고 마찰 및 마모를 감소시킵니다.

이 공정은 '메카노-케미컬' 방식으로, 버니싱/플래토 공정을 통해 철계 소재(강철, 주철 등)의 트라이볼로지 특성을 개선하면서 텅스텐을 나노 수준에서 표면에 함침시킵니다.

일반적인 호닝 작업을 상상해 보세요: 연마 스톤이 장착된 회전 공구(맨드릴)가 오일 윤활 하에 보어 안팎으로 왕복 운동합니다. 공정 중 공구가 연마재를 확장시켜 보어 표면에 접촉시킴으로써 미세한 양의 소재를 제거하여 보어를 적절한 크기와 마감으로 만듭니다.

카바이드 '레지'가 보어 표면에 가하는 압력과 발생하는 열로 인해 트라이보컨디셔닝 유체의 텅스텐이 모재 표면에 서브미크론 수준으로 함침됩니다. 사진 제공: Sunnen

트라이보컨디셔닝에서는 연마 스톤 대신 연마 및 광택 처리된 카바이드 '레지'를 사용하고, 오일 대신 텅스텐이 함유된 공정 유체를 사용합니다. 레지의 압력과 발생 열로 유체 내 텅스텐이 모재 표면에 화학적으로 주입 및 결합되어 서브미크론 수준으로 함침됩니다. 텅스텐이 모재 내부에 함침되므로, 다른 내마모 코팅처럼 박리나 박편이 발생하지 않습니다(트라이보컨디셔닝은 코팅 공정이 아닙니다). 또한 용제, 연료, 윤활유에 의한 열화에 강합니다. 이 공정은 호닝된 플래토 표면에 '가공 직후' 효과를 내면서 기존 호닝 크로스해치 패턴을 유지합니다.

트라이보컨디셔닝에 적합한 적용 분야 중 하나는 자동차 엔진 실린더 및 라이너입니다. 이 부품과 피스톤 링 간의 마찰 감소는 에너지 손실과 배출가스 저감을 의미합니다. 또한 버니싱 효과가 실린더와 라이너의 '길들이기' 공정 역할을 하여, 엔진 조립 후 최초 시동 시 발생하던 길들이기 과정을 대체합니다. 처리된 부품은 저점도 윤활유와도 호환성이 좋아 마모 관련 고장 위험 없이 연비를 향상시킵니다.

실린더 라이너 같은 부품의 경우, 이 공정은 호닝된 플래토 표면에 '가공 직후' 표면을 생성하면서 기존 호닝 크로스해치 패턴을 남깁니다.

호닝 머신에서 트라이보컨디셔닝이 적용 가능한 다른 자동차 부품으로는 베어링, 밸브 가이드, 커넥팅 로드 등이 있습니다. 또한 기어 및 카트리지 밸브 같은 유압 어셈블리에도 적합합니다.

Sunnen은 신형 호닝 머신에 트라이보컨디셔닝 처리를 제공하지만, 이 기술은 정밀 이송 및 제어 시스템 요건을 충족하는 기존 머신에도 개조 장착할 수 있습니다.

내경 보어 표면 처리 외에도, ANS는 캠샤프트, 크랭크샤프트, 기어 이빨 등 복잡한 형상의 외경 표면을 위한 트라이보컨디셔닝 공정을 다른 일반 공작기계 플랫폼을 사용하여 개발했습니다.