KR101631233B1 - 용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법 - Google Patents

용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101631233B1
KR101631233B1 KR1020150113287A KR20150113287A KR101631233B1 KR 101631233 B1 KR101631233 B1 KR 101631233B1 KR 1020150113287 A KR1020150113287 A KR 1020150113287A KR 20150113287 A KR20150113287 A KR 20150113287A KR 101631233 B1 KR101631233 B1 KR 101631233B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
coating layer
welding
filler
feb
Prior art date
Application number
KR1020150113287A
Other languages
English (en)
Inventor
신명철
정정운
정재우
Original Assignee
주식회사 하나웰텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하나웰텍 filed Critical 주식회사 하나웰텍
Priority to KR1020150113287A priority Critical patent/KR101631233B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101631233B1 publication Critical patent/KR101631233B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0233—Sheets, foils
    • B23K35/0238—Sheets, foils layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
    • B23K35/0266—Rods, electrodes, wires flux-cored
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
    • B23K35/0272—Rods, electrodes, wires with more than one layer of coating or sheathing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding
    • B23K35/404—Coated rods; Coated electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어는, 중량%로 Cr: 9 ~ 15 %, B: 4 ~ 10 %, C: 1 % 이하, Mn: 1 % 이하, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물로 이루어진다.

Description

용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법 {Cored wire for welding and thermal spraying and method for manufacturing the same}
본 발명은 용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법에 관한 것이며, 상세하게는 피복층의 내식성 및 내마모성이 효과적으로 향상되는 용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 코어드 와이어는 합금분말로 이루어진 충진재와, 충진재를 둘러싼 외피로 구성되어 있다. 이러한 코어드 와이어는 용접 또는 용사 작업을 통해 기계 부품 등의 파손 부위를 보수하거나, 기계 부품의 표면에 피복층을 형성하기 위해 이용된다. 특히, 가혹한 마모 및 부식 환경에서 사용되는 기계 부품의 경우, 용접 및 용작업에 의해 형성된 피복층의 내식 및 내마모 특성이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0123108호 (2013.11.12. 공개)
본 발명의 목적은 피복층의 내식성 및 내마모성이 효과적으로 향상되는 코어드 와이어를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어는, 중량%로 Cr: 9 ~ 15 %, B: 4 ~ 10 %, C: 1 % 이하, Mn: 1 % 이하, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물로 이루어진다.
상기 코어드 와이어는, 합금분말을 포함하는 충진재; 및 상기 충진재가 충진되는 외피를 포함할 수 있다.
상기 외피는 냉연강판으로 이루어지며, 상기 충진재는 Cr-분말 및 FeB-분말로 이루어지는 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 외피는 KS D3512 SCP1 강으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 충진재는, 상기 코어드 와이어의 전체 중량 대비 상기 B 중량이 9 ~ 15 %를 만족하도록 상기 Cr-분말을 포함하고, 상기 코어드 와이어의 전체 중량 대비 상기 B 중량이 4 ~ 10 %를 만족하도록 상기 FeB-분말을 포함할 수 있다.
상기 Cr-분말 및 상기 FeB-분말의 입도는 53 ~ 250 ㎛일 수 있다.
상기 용접 및 용사용 코어드 와이어를 이용하여 용접 및 용사한 피복층의 경도는 Hv 1120 ~ 1530인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어의 제조방법은, 냉연강판을 만곡 가공하여 외피를 제공하는 단계; Cr-분말 및 FeB-분말을 혼련기에서 혼련하여 충진재를 제공하는 단계; 상기 충진재를 상기 외피에 충진하는 단계; 및 상기 외피가 상기 충진재를 둘러싸도록 가공하는 단계를 포함한다.
상기 충진재를 제공하는 단계는, 상기 코어드와이어의 전체 중량 대비 Cr 함량이 9 ~ 15 %를 만족하도록 Cr-분말을 혼합하며, 상기 코어드와이어의 전체 중량 대비 B 함량이 4 ~ 10 %를 만족하도록 FeB-분말을 혼합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 충진재를 제공하는 단계는, 상기 혼련기에서 24 시간 이상 혼련하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어는 내식성 및 내마모성이 효과적으로 향상된 피복층을 형성할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어를 이용하여 형성된 피복층의 조직을 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 3은 분급을 하지 않은 충진재를 이용하여 제작한 코어드 와이어를 아아크 용사하여 형성한 피복층의 단면을 관찰한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어를 이용하여 형성된 피복층의 XRD 분석 결과이다.
본 발명은 용접 및 용사용 코어드 와이어에 관한 것으로, 이하 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 실시예들을 설명하고자 한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
일반적으로 코어드 와이어는 합금분말로 이루어진 충진재와, 충진재를 둘러싼 외피로 구성된다. 코어드 와이어는 용접 및 용사 작업을 통해 기계 등의 파손 부위를 보수하거나, 기계 부품 등의 표면에 피복층을 형성하기 위하여 이용된다. 특히, 가혹한 마모 및 부식 환경에 노출되는 기계 부품의 경우, 그 표면에 형성되는 피복층은 내식 특성 및 내마모 특성이 요구된다.
가혹한 마모 및 부식 환경에 노출되는 기계 부품의 일 예에는 화력발전소의 유동층 보일러에 사용되는 튜브 등의 금속 부품들이 있다. 이들 금속 부품은 높은 온도에 노출될 뿐만 아니라, 이들 금속 부품의 표면에는 유동하는 원료탄 입자의 충돌 현상이 발생한다. 원료탄 입자의 충돌에 의해 금속 부품의 표면은 침식(erosion)되며, 이로 인해 금속 부품의 표면 산화(oxidation)가 가속된다. 즉, 금속 표면 산화, 원료탄 입자 충돌에 의한 산화층 박리, 박리된 새로운 금속 표면의 산화가 반복되며, 그로 인해 금속 부품의 표면 손상이 급속히 진행된다. 또한, 유동층 보일러 내의 온도는 유동하는 원료층 입자의 속도에 비례하여 상승하므로, 유동층 보일러 내부의 온도가 높아짐에 따라 금속 부품의 표면 손상은 비약적으로 급속히 진행되게 된다. 따라서, 이들 금속 부품의 표면에 피복층을 형성하여 금속 부품의 손상을 방지할 필요성이 있으며, 이들 피복층은 우수한 내마모성 및 내산화성 등의 물성이 요구된다.
금속 부품의 손상을 방지하기 위한 피복층의 예로는 코발트기 합금이나, 니켈기 합금에 경도가 높은 텅스텐 탄화물(WC) 등을 첨가한 피복재, 니켈기 합금에 크롬 탄화물(CrC)을 첨가하는 피복재 등이 이용된다. 하지만, 이들 피복재들은 고속화염용사(high-velocity oxygen fuel spraying, HVOF) 장비 또는 플라즈마 장비를 이용하여 피복작업을 수행하여야 하는바, 작업 비용이 과다하게 발생하고, 유동층 보일러 내부와 같이 협소한 작업에서는 작업이 불가능한 문제가 존재한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어는 합금분말을 포함하는 충진재(2) 및 상기 충진재(2)가 충진되는 외피(1)를 포함하며, 상기 충진재(2) 및 외피(1)를 모두 포함하는 용접 및 용사용 코어드 와이어는 중량%로 Cr: 9 ~ 15 %, B: 4 ~ 10 %, C: 1 % 이하, Mn: 1 % 이하, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물로 이루어진다. 주요 합금원소의 함량 제한 이유를 살펴보면 다음과 같다.
Cr: 9 ~ 15 wt%
Cr은 본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어의 주된 합금 원소로서, 피복층의 기지 내에 고용되어 피복층의 고용강화 역할을 수행함과 동시에 피복층의 내식성을 향상시킨다. 특히, Cr의 일부는 피복층 형성시 B와 결합하여 CrB와 같은 고경도의 석출물을 형성하며, 피복층의 표면층에 고용된 Cr은 치밀한 산화피막(Cr2O3)을 형성하여 피복층의 내식성을 향상시킨다. Cr의 함량이 9 wt% 미만인 경우, 피복층의 기지내에 고용되는 Cr 량이 충분하지 못하여 내식성 향상의 효과를 기대하기 어렵다. 따라서, 내식성 향상을 위해 Cr은 9 wt% 이상 함유하는 것이 바람직하다. Cr 함량이 15 wt%를 초과하는 경우, 피복층 내에 취약한(brittle) 시그마 상(δ phase)이 형성되어 피복층의 재질이 취약해진다. 따라서, 내마모성 향상을 위해 Cr 함량은 15 wt% 이하로 함유하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어는 Cr을 9 ~ 15 wt%로 함유하는 것이 바람직하다.
B: 4 ~ 10 wt%
B 역시 본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어의 주된 합금 원소로서, 피복층의 내마모성 향상에 특히 중요한 원소이다. B 는 Fe와 결합하여 경도가 높은 FeB를 형성하거나 Cr과 결합하여 CrB상을 형성한다. 구체적으로, 충진재(2)에 포함되는 B는 피복층 형성 과정에서 Fe 또는 Cr과 결합하여 경도가 높은 금속간 화합물((Fe,Cr)2B, Fe2B, FeB 등)을 형성할 수 있다. B 함량이 4 wt% 미만인 경우, 상기 금속간 화합물이 충분히 형성되지 않아 내마모 특성을 확보하기 어렵다. B 함량이 10 wt%를 초과하는 경우, 피복층의 결정입계에 B가 석출되어 재질이 취약하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어는 B를 4 ~ 10 wt%로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어의 외피(1)는 철을 주성분으로 하는 강판으로 이루어지며, 강판은 일반적으로 사용되는 냉연강판을 이용한다. 피복층의 Cr 공급원으로 스테인리스 강을 이용할 수도 있으나, 경제적인 측면 및 피복층의 연성 확보 측면에서 일반적인 냉연강판을 이용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 외피는 KS D3512 SCP1 강으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어의 충진재(2)는 Cr-분말 및 FeB-분말로 이루어지는 혼합물을 포함할 수 있다. 피복층의 내식성 및 내마모성 확보를 위해, 상기 코어드 와이어의 전체 중량 대비 Cr 중량이 9 ~ 15 %를 만족하도록 Cr-분말을 혼합하며, 피복층의 내마모성 확보를 위해, 상기 코어드 와이어의 전체 중량 대비 B 중량이 4 ~ 10 %를 만족하도록 Fe-B 분말을 혼합한다.
Cr-분말의 입도가 작을 수록 피복층 형성시 Cr-분말이 산화되어 피복층의 재질을 취약하게 하는 원인이 되는바, Cr-분말의 입도는 53 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, Cr-분말이 입도가 클수록 불완전 용융에 따라 그 일부가 미용융 상태로 피복층에 잔류하여 피복층의 재질을 취약하게 하는 원인이 되는바, Cr-분말의 입도는 250 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 따라서, 충진재에 포함되는 Cr-분말의 입도는 53 ~ 250 ㎛인 것이 바람직하다. FeB-분말의 경우도 Cr-분말의 경우와 마찬가지로, 입도가 작을 수록 피복층 형성시 FeB-분말이 산화되어 피복층의 재질을 취약하게 하는 원인이 되며, 입도가 클수록 불완전 용융에 따라 그 일부가 미용융 상태로 피복층에 잔류하여 피복층의 재질을 취약하게 하는 원인이 되는바, 충진재(2)에 포함되는 FeB-분말의 입도는 53 ~ 250 ㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어는 아아크 용사(arc spray) 방식에 의해 내마모성 및 내부식성이 우수한 피복층을 형성할 수 있다. 따라서, 상대적으로 작은 비용으로 피복층을 형성할 수 있으며, 협소한 작업 공간에서의 작업 효율을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어의 제조방법은, 냉연강판의 단면을 U자 형태와 같이 만곡 가공하여 외피(1)를 제공하는 단계, Cr-분말 및 FeB-분말을 혼련기에서 혼련하여 충진재(2)를 제공하는 단계, 혼련된 충진재(2)를 외피에 충진하는 단계 및 외피가 충진재(2)를 둘러싸도록 가공하는 단계를 포함한다. 또한, 관 형상으로 기 제작된 외피(1)에 혼련된 충진재(2)를 충진하는 방법 역시 본 발명의 제조방법에 포함된다. 충진재(2)는 혼련기에서 장시간 혼련하는 것이 균일한 혼합을 위해 바람직하며, 24 시간 이상 혼련하여 입도 및 조성이 균일하게 분포하도록 하는 것이 바람직하다.
<실시예>
외피(1)는 KS D3512 SCP1 강을 이용하여 두께 0.3 mm 및 10.22 mm의 폭을 갖는 강대를 제작하였으며, 그 조성은 아래의 표 1과 같다.
화학성분 C Mn Si Cr P S
KS D3521 SCP1 0.03
~ 0.06%		 0.2
~ 0.4 %		 - 0.03 %
이하		 0.03 %
이하
충진재(2)는 FeB-분말과 Cr-분말을 혼합하여 제조하였다. 전체 코어드 와이어의 전체 중량 대비 B 중량이 7 %를 만족하도록 FeB-분말을 혼합하였으며, 전체 코어드 와이어의 전체 중량 대비 Cr 중량이 11 %를 만족하도록 Cr-분말을 혼합하였다. Cr-분말과 FeB-분말의 혼합물을 혼련기에서 24 시간 동안 혼련하였으며, 제조된 충진재(20)의 조성 및 입도는 아래의 표 2와 다음과 같다.
화학성분 Fe B Si C Cr 입도
FeB-분말 Bal 17.5
~ 20%		 1.5 %
이하		 0.5 %
이하		 - 53 ~
250 ㎛
Cr-분말 0.8 %
이하		 - 1.5 %
이하		 0.05 %
이하		 99 %
이상		 53 ~
250 ㎛
외피(1)를 U자 형태로 가공한 후 충진재(2)를 외피(1)에 충진하였으며, 외피(1)를 튜브형태로 성형하여 직경 1.6 mm인 코어드 와이어를 인발 제조하였다. 위와 같은 코어드 와이어를 탄소강판 위에 0.1 mm 두께로 아아크 용사하여 피복층을 형성하였다. 피복층의 조성은 아래의 표 3과 같으며, 피복층의 단면 조직을 현미경으로 관찰한 결과는 도 2와 같다.
화학성분 Fe C Mn Si B Cr Al Ni
중량% Bal. 0.14 0.3 0.34 6.02 10.02 0.05 0.11
도 2에 밝게 표시된 부분은 모재인 탄소강판에 해당하며, 어둡게 표시된 부분은 금속간 화합물에 해당한다. 각각의 부위의 경도값을 측정한 결과 밝게 표시된 부분의 경도값은 평균 Hv 200으로 측정되었으며, 어둡게 표시된 부분의 경도값은 평균 Hv 1420으로 측정되었다. 경도값 측정 결과 금속간 화합물이 형성된 부분은 모재 부분의 경도값 보다 7배 이상 증가한 것을 확인할 수 있다. 피복층 전체의 경도값은 약 Hv 1300으로 측정되었다.
ASTM G-65 시험방법에 따라 피복층의 부피감량을 측정한 결과, 피복층의 부피감량은 18.5 mm3이었다. 동일한 조건 하에서 304 스테인리스강의 부피감량을 측정한 값이 152 mm3인 점에 비추어보아, 본 발명의 일 실시예에 의한 코어드 와이어를 이용하여 형성한 피복층은 우수한 내마모특성을 가짐을 확인할 수 있다.
도 3은 분급을 하지 않은 충진재를 이용하여 제작한 코어드 와이어를 아아크 용사하여 형성한 피복층의 단면을 관찰한 사진이다. 즉, 충진재에 포함되는 분말의 입도를 53 ~ 250 ㎛으로 제한하지 않았는바, 충진재에는 53 ㎛ 미만, 250 ㎛ 초과의 입도를 가지는 분말이 다량 포함되었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 분급을 하지 않은 충진재를 이용하는 경우, 피복층에 조대한 분말의 일부가 용해되지 못하고 괴상조직(A)을 형성하며, 미세한 분말이 산화되어 다량의 기공(B)을 형성함을 확인할 수 있다. 또한, 도 3의 경우, 도 2에 비하여 어둡게 표시되는 부분이 불균일하게 나타남을 확인할 수 있다. 이들 괴상조직(A) 및 기공(B)은 피복층의 결함조직으로, 이들 괴상조직(A) 및 기공(B)에 의해 피복층의 내마모성이 열위해진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 용접 및 용사용 코어드 와이어를 이용하여 형성된 피복층의 XRD 분석 결과로, 피복층에 다량의 Cr 원소가 검출됨을 확인할 수 있다. 이들 Cr 원소는 피복층의 표면에 치밀한 산화피막을 형성하는바, 그에 따라 피복층의 내식성이 현저히 향상된다.
실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다.
1: 외피 2: 충진재

Claims (10)

  1. Cr-분말 및 FeB-분말의 혼합물을 포함하는 충진재; 및
    상기 충진재가 충진되는 외피를 포함하는 용접 및 용사용 코어드 와이어에 있어서,
    상기 코어드 와이어는 상기 코어드 와이어의 전체 중량 대비 중량%로 Cr: 9 ~ 11 %, B: 4 ~ 10 %, C: 1 % 이하, Mn: 1 % 이하, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하며,
    상기 외피는 중량%로 C: 0.03 ~ 0.06 %, Mn: 0.2 ~ 0.4 %, P: 0.03 % 이하, S: 0.03 % 이하, 잔부 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하는 냉연강판으로 이루어지고,
    상기 충진재는 상기 코어드 와이어의 전체 중량에 대해 중량%로 Cr: 9 ~ 11 % 및 B: 4 ~ 10%를 만족하도록 상기 Cr-분말 및 상기 FeB-분말이 혼합되는, 용접 및 용사용 코어드 와이어.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 Cr-분말 및 상기 FeB-분말의 입도는 53 ~ 250 ㎛인, 용접 및 용사용 코어드 와이어.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코어드 와이어를 용접 및 용사하여 형성된 피복층에는 (Fe,Cr)2B를 포함하는 금속간 화합물이 석출 형성되는, 용접 및 용사용 코어드 와이어.
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020150113287A 2015-08-11 2015-08-11 용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법 KR101631233B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150113287A KR101631233B1 (ko) 2015-08-11 2015-08-11 용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150113287A KR101631233B1 (ko) 2015-08-11 2015-08-11 용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101631233B1 true KR101631233B1 (ko) 2016-06-16

Family

ID=56355044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150113287A KR101631233B1 (ko) 2015-08-11 2015-08-11 용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101631233B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111940948A (zh) * 2020-07-24 2020-11-17 天津沃盾耐磨材料有限公司 一种环保的高耐磨性药芯焊丝及其制备方法
KR102462477B1 (ko) 2022-03-08 2022-11-03 주식회사 하나웰텍 고온 내부식 및 내마모 성능이 우수한 용접 및 용사용 코어드 와이어

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990015801A (ko) * 1997-08-09 1999-03-05 김징완 내마모성이 우수한 용사 및 용접용 코어드 와이어
KR20020010050A (ko) * 2000-07-28 2002-02-02 이구택 플럭스 코어 와이어 외피용 냉연강판 및 그 제조방법
KR20050026674A (ko) * 2003-09-09 2005-03-15 주식회사 알로이텍 육성용접용 철(Ｆｅ)계 금속 코아 와이어 제조방법
KR20130123108A (ko) 2012-05-02 2013-11-12 한국생산기술연구원 용접용 플럭스, 코어드 와이어용 충진재 및 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990015801A (ko) * 1997-08-09 1999-03-05 김징완 내마모성이 우수한 용사 및 용접용 코어드 와이어
KR20020010050A (ko) * 2000-07-28 2002-02-02 이구택 플럭스 코어 와이어 외피용 냉연강판 및 그 제조방법
KR20050026674A (ko) * 2003-09-09 2005-03-15 주식회사 알로이텍 육성용접용 철(Ｆｅ)계 금속 코아 와이어 제조방법
KR20130123108A (ko) 2012-05-02 2013-11-12 한국생산기술연구원 용접용 플럭스, 코어드 와이어용 충진재 및 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111940948A (zh) * 2020-07-24 2020-11-17 天津沃盾耐磨材料有限公司 一种环保的高耐磨性药芯焊丝及其制备方法
CN111940948B (zh) * 2020-07-24 2021-03-19 天津沃盾耐磨材料有限公司 一种环保的高耐磨性药芯焊丝及其制备方法
KR102462477B1 (ko) 2022-03-08 2022-11-03 주식회사 하나웰텍 고온 내부식 및 내마모 성능이 우수한 용접 및 용사용 코어드 와이어

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2831300B1 (en) Abrasion and corrosion resistant alloy and hardfacing/cladding applications
CA2830543C (en) Fine grained ni-based alloys for resistance to stress corrosion cracking and methods for their design
MXPA01004916A (es) Alambre de soldadura con remocion de escoria mejorada.
US20160348249A1 (en) Coating/repairing process using electrospark with psp rod
WO2012063512A1 (ja) 耐摩耗性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ
EP4012062A1 (en) Aluminum alloy for 3d printing or additive manufacturing, 3d printing or additive manufacturing method using same, and aluminum alloy product or component manufactured by 3d printing or additive manufacturing
KR20140123743A (ko) 부착율과 내식성이 향상된 비정질 피막 제조용 합금조성물, 피막 제조용 분말 및 코어드 와이어
CN105555469A (zh) 高硼硬面焊条
KR101766501B1 (ko) 합금, 오버레이 및 이의 제조 방법
JP5327073B2 (ja) 銅製部材及び銅製部材の防食方法
KR101631233B1 (ko) 용접 및 용사용 코어드 와이어 및 그 제조방법
EP3814543B1 (en) Copper-based hardfacing alloy
EP2043813A2 (en) Carbon to weld metal
EP2925485B1 (en) Welding material for weld cladding
DE2149772B1 (de) Schweisszusatzwerkstoff aus haertbaren hartstofflegierungen
KR101466559B1 (ko) 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어
US11000921B2 (en) Composite welding rods and associated cladded articles
EP3919221A1 (en) Covered electrode for high-cr ferritic heat-resistant steels
CA2756033C (en) Chrome-free coating for substrate
JP2009019218A (ja) 溶射用線材及びそれを用いて形成された溶射皮膜
JP3272526B2 (ja) Ａｌ基材料表面への肉盛溶接用複合ワイヤおよび耐摩耗性Ａｌ基部材
JP5053198B2 (ja) 抵抗溶接用電極材料
KR101962911B1 (ko) 몰리브덴이 첨가된 니켈-크롬계 초합금, 이를 이용하여 피막 처리된 보일러 수관
JP2016041431A (ja) 軟化抵抗及び耐食性に優れた金型補修溶接材料及びこれを用いて溶接された金型の溶接金属部
JP7108996B2 (ja) 溶接肉盛用Ｃｏ基合金及び溶接肉盛用粉末

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 4