디젤엔진 밸브 트레인용 WC-Ni-Co계 내마모성 밸브 리프터 개발

국문 초록 (Abstract)

밸브 리프터(Valve lifter)는 디젤 엔진 밸브 트레인(Valve Train) 시스템의 캠(Cam)과 Push rod 사이에 장착되며, 캠과 면접f을 통해 회전운동을 직선운동으로 변환하여 흡·배기 밸브를 개폐하는 기능을 수행한다. 디젤 엔진의 경우 미세먼지, 배기가스 관련 법적 규제 강화로 출력 및 연비 향상을 위하여 엔진의 폭발압력 및 회전속도가 증가하고 있으며, 이러한 이유로 캠과 밸브 리프터 사이의 접f 하중 증대됨에 따라 초경합금이 적용된 내마모성 밸브 리프터의 사용이 증가하는 추세이다. 초경합금 적용 밸브 리프터는 캠과 접f하는 초경합금 디스크 팁(Tip)과 Push rod와 연결되는 SM45C 철계 모재를 고온 접합하여 만들고 있으며, 초경합금 팁은 WC(탄화텅스텐; Wolframcarbid) 분말에 니켈(Ni)계 또는 코발트(Co)계의 한 가지 바인더를 첨가하여 고온 소결하는 방식으로 생산된다. 이렇게 단일 바인더만 첨가된 초경합금 팁은 경도, 항절력 등의 성능과 모재와의 접합 생산 방식 제약 등의 단점이 존재하고 있다. 본 연구는 이러한 단점을 개선하기 위하여 두 가지 바인더가 첨가된 WC-Ni-Co계 초경합금 팁을 새롭게 개발하였으며, 이를 통하여 밸브 리프터의 내마모 내구성 향상과 용가제(Filter metal)가 필요 없는 고온 확산 접합 기술 개발로 생산 시간 단축 및 원가를 절감을 이루었다. 또한 경도, 항절력, 파괴인성, 접합강도, 마모 내구시험 등을 통하여 성능 검증과 신뢰성을 확보하였다.