KR102108350B1 - 철도 차륜 재생용 용접부재 및 이를 이용한 철도 차륜의 재생방법 - Google Patents

철도 차륜 재생용 용접부재 및 이를 이용한 철도 차륜의 재생방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마모된 철도 차륜의 육성에 적합한 용접부재와 함께 열처리 과정을 통해 차륜을 육성 용접하고 표면 경화층을 형성하며 차륜의 금속 조직을 강화시켜 차륜을 재생할 수 있도록 구현된 철도 차륜 재생용 용접부재 및 이를 이용한 철도 차륜의 재생 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철도 차륜의 재생용 용접부재에 의하면 철도 차륜과 유사한 성질을 나타내면서도 경도가 높아서 철도 차륜의 표면 경화층으로 사용할 수 있고 재생된 차륜의 금속 조직을 변경시킬 수 있으며 이로 인해 재생된 철도 차륜의 초기 마모 시간을 늦출 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법에 의하면, 손상이 발생된 철도 차륜을 원래 크기로 육성시키고 표면 경화층을 형성하며, 용접부재의 조성 변경 및 예열 및 후열처리 과정을 통해 차륜의 금속 조직을 변경시킴으로써 재생된 철도 차륜의 손상 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

철도 차륜 재생용 용접부재 및 이를 이용한 철도 차륜의 재생방법{Welding base metal for recycling of Railway wheel and method for recycling of Railway wheel using the same}
본 발명은 철도 차륜 재생용 용접부재 및 이를 이용한 철도 차륜의 재생방법에 관한 것으로, 상세하게는 차륜의 육성에 적합한 용접부재와 함께 열처리 과정을 통해 차륜을 육성 용접하고 표면 경화층을 형성하며 차륜의 금속 조직을 강화시켜 차륜을 재생할 수 있도록 구현된 철도 차륜 재생용 용접부재 및 이를 이용한 철도 차륜의 재생 방법에 관한 것이다.
일반적으로 철도 차량은 다수의 차량이 한 편성을 이루어 레일 위를 달리며, 이를 위해 철도 차량의 차륜은 특수한 형태로 구성되는데, 이러한 철도 차량의 차륜의 형태가 도 1에 나타나 있다.
도 1을 참조하면, 열차의 차륜(20)은 열차가 이동할 때 레일(10)의 상부와 접하는 타이어 부분(21)과 레일(10)의 내부에서 차륜의 이탈 방지를 위한 플랜지 부분(22)으로 이루어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이와 같은 철도 차륜은 열차가 레일 위를 달리거나, 정지할 때 레일과의 마찰에 의해 마모(wear)되는데, 이때, 한 편성의 열차에 포함된 다수의 차륜은 레일의 상태나, 열차의 운행 특성에 따라 그 마모의 정도가 각각 다르며, 하나의 차륜도 그 마모된 정도가 다른 편마모가 발생할 수 있다. 도 2는 마모된 철도 차륜을 나타내는 사진으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 차륜에 편마모가 발생된 경우, 차량의 운행에 있어 승차감을 저하하는 것은 물론 안전상 여러 문제를 유발시킨다.
한편, 철도 차륜과 레일 사이의 응력이 커지면 차륜과 레일의 표면에 소성변형이 증가하여 재료의 파손에 이르게 되는데 이러한 현상을 스폴링(spalling)이라 한다. 스폴링은 차륜의 표면에서 발생하게 되는데 이는 높은 마찰력이 주된 원인이다. 스폴링에서 균열은 표면으로부터 얕은 각도로 반경 방향으로 개시하고 방향을 원주 방향으로 바꾸어 진행한 후 다시 표면 쪽으로 진행하여 표면으로부터 조각이 떨어져 나가게 된다. 또한, 차륜이 레일 위에서 국부적으로 미끄러지게 되면서 레일의 접촉 부위에 국부적이지만 평탄한 부분(flat)을 만들게 된다.
이 부분은 높은 온도에서 급랭하게 되므로 상태변화가 일어나 마르텐사이트(martensite) 구역을 형성하고 이 구역은 취성이 매우 강해 균열전파가 쉽게 일어나게 되어 철도 차륜에 스폴링(spalling) 현상이 발생하게 된다.
한편, 열차 주행 시에 레일과 차륜은 전동접촉을 받는다. 레일의 전동접촉을 받는 횟수가 많게 되면, 레일과 접촉되는 차륜 외부의 표층 금속이 피로한다. 또한, 차량의 구동, 제동 시에 차륜이 공전. 활주하면 마찰열로 인하여 차륜의 표층 부분이 딱딱하고 부서지기 쉬운 금속 조직으로 열 변태된다. 이 금속피로와 백색 층을 기점으로 하여 균열이 생기는 경우가 있다. 이들의 균열을 방치한 채로 차륜을 계속 운행하면 차륜의 표면에 패임이나 박리가 생겨 레일 절손으로 이르는 경우가 있는데 이러한 손상을 포괄하여 쉐링(shelling)이라 한다. 이러한 쉐링(shelling)은 차륜 표면의 움푹 패임으로 인해 차량 운행 시 충격 하중이 가해져 소음이나 차륜 파괴 등으로 이어지게 된다.
따라서, 일정기간 운행한 열차는 그 차륜의 마모, 스폴링(spalling) 및 쉐링(shelling)의 정도를 측정하여, 그 정도가 일정 범위를 넘는 차륜은 교체가 이루어져야만 한다. 이때, 차륜의 교체로 인한 비용 등의 문제를 해소하기 위하여 종래에는 편마모(wear), 스폴링(spalling) 및 쉐링(shelling)이 진행된 차륜을 검사하여 내부 크랙이 존재하지 않는 차륜은 보수 및 가공을 통해 재생하여 다시 사용하여 왔다.
종래에는 철도차량 차륜을 재생하기 위해 내부 크랙 확인용 탐상장치 및 이를 구비한 차륜 재생장치를 이용하여 손상이 발생된 차륜을 절삭 가공하여 재생시키는 방법을 사용하여 왔다. 그러나 이러한 절삭 가공을 통한 차륜 재생 방법은 마모된 철도 차륜을 재생하기 위하여 차륜을 절삭하여 재사용하였고, 차륜이 일정 크기 이하로 작아지게 되면 이를 폐기하는 방법이므로 차륜의 수명이 짧아지는 단점이 있었다.
이에 따라 차륜을 절삭 가공하여 재생하는 대신 차륜의 육성에 적합한 용접부재를 이용하여 차륜을 육성 용접하고 표면 경화층을 형성하여 재생하는 방법이 사용되었다. 그러나 이러한 육성 용접을 통한 차륜 재생 방법의 경우에도 재생된 차륜이 철강 조직의 특성으로 인해 재생되기 전의 차륜과 마찬가지로 마모나 스폴링(spalling) 및 쉐링(shelling) 현상이 지속적으로 발생하는 단점이 있었다.
이러한 마모나 스폴링(spalling) 및 쉐링(shelling) 현상은 철도 차륜의 철강 조직의 특성 및 기계적 성질에 많은 영향을 받는다. 특히, 최근 들어 철도차량의 고속화와 하중의 증가에 따라 마모나 스폴링(spalling) 및 쉐링(shelling) 현상과 같은 철도 차륜의 손상 발생이 증가하고 있으며 이로 인해 주행 안정성 저하 및 유지보수 비용의 증가, 소음 진동에 따른 승차감 저하 등의 문제가 발생하고 있다.
도 3은 철도 차륜의 금속 조직을 비교하여 나타내는 사진이다.
도 3의 (a)는 기존의 철도 차륜의 금속 조직인 펄라이트(pearlite) 금속 조직을 나타내는 사진이고, 도 3의 (b)는 마르텐사이트(martensite)와 베이나이트(bainite) 금속 조직이 섞여있는 것을 나타내는 사진이다. 양쪽 금속 조직의 차이는 주로 화학기호 Fe3C로 나타내는 시멘타이트(cementite)라고 부르는 철과 탄소 화합물(탄화물)의 형태에서 비롯된다. 탄화물은 마르텐사이트(martensite)가 섞여있는 베이나이트 조직(b)에서는 입상으로 분산되어 있지만, 펄이이트 조직(a)에서는 판 모양의 층상으로 배열되어 있음을 알 수 있다.
일반적으로 베이나이트 금속 조직이 펄라이트 금속 조직에 비해 마모에는 약하지만 스폴링이나 쉐링을 방지하는 특성은 더 우수하다. 따라서 철도 차륜에는 펄라이트 조직보다는 베이나이트 조직을 갖는 금속을 사용하는 것이 유리하다.
따라서 마모나 스폴링(spalling) 및 쉐링(shelling) 등과 같은 철도 차량의 차륜에서 발생하는 손상을 최소화하기 위해 철도 차륜의 철강 조직을 변경시키고 이를 통해 철도 차륜의 기계적 성질을 개선하여 철도 차륜의 재생 효과를 개선시킬 수 있는 방안에 대한 연구의 필요성이 증대되어 왔다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로 차륜의 육성에 적합한 용접부재와 함께 열처리 과정을 통해 차륜을 육성 용접하고 표면 경화층을 형성하며 기존의 펄라이트 금속 조직으로 된 철도 차량의 차륜을 베이나이트 금속 조직을 갖는 철도 차량의 금속 조직으로 변경하여 차륜을 재생할 수 있도록 구현된 철도 차륜 재생용 용접부재 및 이를 이용한 철도 차륜의 재생방법을 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 철도 차륜의 재생방법을 적용하기 위한 철도 차륜의 재생장치 및 철도 차륜의 재생방법을 통해 재생된 철도 차륜을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 철도 차륜 재생용 용접부재는, 마모된 철도 차륜을 재생하기 위하여 상기 마모된 철도 차륜을 육성한 후 상기 육성된 철도 차륜을 용접하여 표면경화층을 형성하는데 사용되는 용접부재에 있어서, 상기 용접부재는 탄소(C) 0.1~0.25 중량%, 실리콘(Si) 1.0~2.0 중량%, 망간(Mn) 2.2~3.3 중량%, 니켈(Ni) 0.45~0.65 중량%, 크롬(Cr) 0.85~2.45 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01~0.4 중량%, 티타늄(Ti) 0.01~0.05 중량%, 바나듐(V) 0.03~0.10 중량%, 니오븀(Nb) 0.01~0.10 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법은, 마모된 철도 차륜을 제1 용접부재로 용접하여 육성하는 철도 차륜 육성 단계; 및 상기 육성된 철도 차륜을 제2 용접부재로 용접하여 표면경화층을 형성하는 표면경화층 형성 단계;를 포함하되, 상기 제1용접부재는 탄소 0.05~0.15 중량%, 실리콘 0.2~1.0 중량%, 망간 1.0~2.0 중량%, 크롬 0.6~1.2 중량% 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하여 이루어지고, 상기 제2용접부재는 탄소(C) 0.1~0.25 중량%, 실리콘(Si) 1.0~2.0 중량%, 망간(Mn) 2.2~3.3 중량%, 니켈(Ni) 0.45~0.65 중량%, 크롬(Cr) 0.85~2.45 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01~0.4 중량%, 티타늄(Ti) 0.01~0.05 중량%, 바나듐(V) 0.03~0.10 중량%, 니오븀(Nb) 0.01~0.10 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하여 이루어지며, 상기 철도 차륜은 화차, 객차, 도시철도 및 지하철 중 어느 하나의 차륜인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도 차륜의 재생용 용접부재에 의하면 철도 차륜과 유사한 성질을 나타내면서도 경도가 높아서 철도 차륜의 표면 경화층으로 사용할 수 있고 기존의 펄라이트 금속 조직으로 된 철도 차량의 차륜을 베이나이트 금속 조직을 갖는 철도 차량의 차륜으로 변경시킬 수 있으며 이로 인해 재생된 철도 차륜의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법에 의하면, 손상이 발생된 철도 차륜을 원래 크기로 육성시키고 표면 경화층을 형성하며, 제2 용접부재의 조성을 변경하고, 예열처리와 후열처리의 프로세스를 조정하여 기존의 펄라이트 금속 조직을 베이나이트 금속 조직으로 변경시킴으로써 재생된 철도 차륜의 손상 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 레일 위에 배치된 철도 차륜의 일반적인 형태를 나타내는 도면이다.
도 2는 마모된 철도 차륜을 나타내는 사진이다.
도 3은 철도 차륜의 금속 조직을 비교하여 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법의 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법에 따라 마모된 철도 차륜에 육성 용접을 수행하는 것을 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법에 따라 육성 용접이 수행된 철도 차륜을 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법에서 CNC 선반 기계를 이용하여 철도 차륜를 가공하는 것을 나타내는 사진이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본문에 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
앞서 살펴본 바와 같이 철도 차륜에는 펄라이트 조직보다는 베이나이트 조직을 갖는 금속을 사용하는 것이 유리하다. 따라서 본 발명은 기존의 펄라이트 금속 조직으로 된 철도 차량의 차륜을 베이나이트 금속 조직을 갖는 철도 차량의 차륜으로 변경하기 위하여 제2 용접부재의 조성을 변경하고, 예열처리와 후열처리의 프로세스를 조정하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법의 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참고하면 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법은 철도 차륜 육성 단계(S200) 및 표면 경화층 형성 단계(S300)를 포함한다.
한편, 철도 차륜은 주조 상태에서 조직의 안정과 경도를 높이기 위해, 기본적으로 고탄소, 저망간, 저크롬으로 설계를 하는 것이 보편적이며, 예를 들어 마모된 철도 차륜은, 탄소 0.01~0.75 중량%, 실리콘 0.15~1.0 중량%, 망간 0.5~0.9 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함할 수 있다. 또한, 상기 마모된 철도 차륜은, 크롬 0.1 내지 0.3 중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 철도 차륜 육성 단계(S200)는, 마모된 철도 차륜을 상기 제1 용접부재로 용접을 수행하여, 마모되기 전의 철도 차륜의 크기로 육성하여 그 크기를 성장시키는 단계이다.
마모된 철도 차륜을 절삭하여 재생하는 종래의 방법과 달리 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법은 마모된 철도 차륜을 원래 크기로 육성시켜 재생하며, 재마모가 일어나더라도 이를 폐기하지 않고 계속 육성할 수 있으므로, 차륜의 사용주기가 늘어나 새로운 차륜 제작에 소요되는 각종 원자재와 탄소배출량을 감소시키고, 제작비용 및 유지 보수비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 육성된 차륜에 표면 경화층을 형성하여 초기 마모시간을 늦출 수 있어, 차륜의 사용주기를 연장시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 철도 차륜 육성 단계(S200)에서 마모된 철도 차륜을 용접하여 육성하는데 사용되는 제1 용접부재는 조직의 안정 및 경도를 높이기 위해, 저탄소, 고망간, 고크롬으로 설계할 수 있다. 이때, 용접부가 철도 차륜과 유사한 성질을 나타내면서도, 육성 용접을 수행하기에 적절한 조성을 갖기 위하여, 상기 제1 용접부재는 탄소 0.05~0.15 중량%, 실리콘 0.2~1.0 중량%, 망간 1.0~2.0 중량%, 크롬 0.6~1.2 중량% 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 용접부재는 탄소 0.06~0.09 중량%, 실리콘 0.4~0.8 중량%, 망간 1.0~1.5 중량%, 크롬 0.8~1.0 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제1 용접부재는 탄소를 0.05~0.15 중량%로 포함할 수 있다.
상기 제1 용접부재가 상기 마모된 철도 차륜의 탄소 함량보다 적은 양의 탄소를 첨가하는 경우, 용접 중의 마모된 철도 차륜으로의 탄소의 주입을 막을 수 있는 장점이 있다. 만약, 상기 제1용접부재가 탄소를 0.05 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 강도가 저하하는 문제점이 있고, 상기 제1용접부재가 탄소를 0.15 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 용접 중에 차륜에 탄소가 주입될 수 있고, 취성이 생기는 문제점이 있다.
상기 제1 용접부재는 실리콘을 0.2~1.0 중량%로 포함할 수 있다.
상기 제1 용접부재가 상기 마모된 철도 차륜의 실리콘 함량보다 적은 양의 실리콘을 첨가하는 경우, 용접의 작업성을 높이고, 비드(bead, 용접 작업에서 모재와 용접봉이 녹아서 생긴 띠 모양의 길쭉한 파형의 용착 자국)의 모양, 크기, 연속성을 좋게 할 수 있다. 만약, 상기 제1용접부재가 실리콘을 0.2 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 경도가 저하하는 문제점이 있고, 상기 제1용접부재가 실리콘을 1.0 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 작업성 저하 및 비드의 모양, 크기, 연속성이 좋지 않은 문제점이 있다.
상기 제1 용접부재는 망간을 1.0~2.0 중량%로 포함할 수 있다.
상기 제1 용접부재가 상기 마모된 철도 차륜의 망간 함량보다 과량의 망간을 첨가하는 경우, 용접 시 비드의 모양을 퍼지게 하여 용접이 치밀하게 수행되도록 할 수 있다. 만약, 상기 제1용접부재가 망간을 1.0 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 탈산제로써 작용하지 못하는 문제점이 있고, 상기 제1용접부재가 망간을 2.0 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 비드가 퍼지지 않는 문제점이 있다.
상기 제1 용접부재는 크롬을 0.6~1.2 중량%로 포함할 수 있다.
상기 제1 용접부재가 상기 마모된 철도 차륜의 크롬 함량보다 과량으로 첨가하는 경우에는, 용접된 차륜의 강도를 높여줄 수 있다. 이때, 차륜 자체의 경우 높은 탄소 함량이 강도를 높여주는 반면, 용재의 경우 저탄소로 설계되므로, 강도를 높여주기 위해 크롬을 과량으로 첨가할 수 있다. 만약, 상기 제1용접부재가 크롬을 0.6 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 용접된 차륜의 강도가 저하되는 문제점이 있고, 상기 제1용접부재가 크롬을 1.2 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 오히려 강도가 저하하는 문제점이 있다.
상기 제1 용접부재는 불가피한 불순물을 포함할 수 있으며, 상기 불가피한 불순물은 인, 황, 몰리브덴을 포함할 수 있다.
상기 표면 경화층 형성 단계(S300)는 상기 철도 차륜 육성 단계(S200)에서 육성된 철도 차륜을 제2 용접부재로 용접하여 표면경화층을 형성하는 단계이다. 구체적으로는, 상기 철도 차륜 육성 단계(S200)에서 크기가 키워진 철도 차륜에, 상기 제2 용접부재로 표면을 경화하여 철도의 레일보다는 경도가 낮고 기존에 재생된 철도 차륜보다는 경도가 높은 표면 경화층을 형성하는 단계이다.
한편, 상기 표면경화층 형성 단계(S300)에서 상기 육성된 철도 차륜을 용접하여 표면 경화층을 형성하는데 사용되는 제2 용접부재는 철도 차륜과 유사한 성질을 나타내면서도, 차륜의 표면을 경화할 수 있는 용접용 재료로써 적절한 조성으로 이루어지기 때문에, 이를 철도 차륜의 표면을 경화하기 위한 용접재로 사용할 수 있다.
상기 제2 용접부재는 탄소(C) 0.1~0.25 중량%, 실리콘(Si) 1.0~2.0 중량%, 망간(Mn) 2.2~3.3 중량%, 니켈(Ni) 0.45~0.65 중량%, 크롬(Cr) 0.85~2.45 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01~0.4 중량%, 티타늄(Ti) 0.01~0.05 중량%, 바나듐(V) 0.03~0.10 중량%, 니오븀(Nb) 0.01~0.10 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함한다.
상기 제2 용접부재는 탄소(C)를 0.1~0.25 중량%로 포함할 수 있다.
상기 제2 용접부재가 상기 제1용접부재의 탄소 함량보다 많은 양의 탄소를 첨가하는 경우, 경도가 높아 차륜의 표면을 경화할 수 있다. 만약, 상기 제2 용접부재가 탄소를 0.1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 강도가 저하하는 문제점이 있고, 상기 제2 용접부재가 탄소를 0.25 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 취성이 생기는 문제점이 있다.
상기 제2 용접부재는 실리콘(Si)을 1.0~2.0 중량%로 포함할 수 있다.
상기 제2 용접부재가 상기 마모된 철도 차륜의 실리콘 함량보다 적은 양의 실리콘을 첨가하는 경우, 용접의 작업성을 높이고, 비드의 모양, 크기, 연속성을 좋게 할 수 있다. 만약, 상기 제2 용접부재가 실리콘을 1.0 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 경도가 저하하는 문제점이 있고, 상기 제2 용접부재가 실리콘을 2.0 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 작업성 저하 및 비드의 모양, 크기, 연속성이 좋지 않은 문제점이 있다.
상기 제2 용접부재는 망간(Mn)을 2.2~3.3 중량%로 포함할 수 있다.
상기 제2 용접부재가 상기 마모된 철도 차륜의 망간 함량보다 다량의 망간을 첨가하는 경우, 용접 시 비드의 모양을 퍼지게 하여 용접이 치밀하게 수행되도록 할 수 있다. 상기 제2 용접부재가 망간을 2.2 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 탈산제로써 작용하지 못하는 문제점이 있고, 상기 제2 용접부재가 망간을 3.3 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 비드가 퍼지지 않는 문제점이 있다.
상기 제2 용접부재는 니켈(Ni)을 0.45~0.65 중량%로 포함할 수 있다.
상기 제2 용접부재가 니켈을 포함함으로써 용접된 철도 차륜의 강도 및 경도가 향상될 수 있다.
상기 제2용접부재는 크롬(Cr)을 0.85~2.45 중량%로 포함할 수 있다.
상기 제2 용접부재가 상기 마모된 철도 차륜의 크롬 함량보다 과량으로 첨가하는 경우에는, 용접된 차륜의 강도를 높여줄 수 있다. 이때, 차륜 자체의 경우 높은 탄소 함량이 강도를 높여주는 반면, 용재의 경우 저탄소로 설계되므로, 강도를 높여주기 위해 크롬을 과량으로 첨가할 수 있다. 만약, 상기 제2 용접부재가 크롬을 0.85 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 용접된 차륜의 강도가 저하되는 문제점이 있다. 크롬 함량이 2.45 중량%를 초과하는 경우 크롬의 높은 가격으로 인해 비용이 상승하는 문제점이 있다.
상기 제2 용접부재는 몰리브덴(Mo)을 0.01~0.4 중량%로 포함할 수 있다.
몰리브덴(Mo)은 베이나이트 조직 생성을 위한 임계냉각속도를 감소시키고 석출경화에 기여한다., 상기 제2 용접부재가 몰몰리브덴(Mo)을 0.01 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 용접시 순간적으로 3000℃에 육박하는 경우에, 고온에서의 내마모성이 충분하지 못한 문제점이 있고, 상기 제2 용접부재가 몰리브덴을 0.4 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 몰리브덴의 높은 가격으로 인해 비용이 상승하는 문제점이 있다.
상기 제2 용접부재는 티타늄(Ti)을 0.01~0.05 중량%로 포함할 수 있다.
티타늄(Ti)은 석출경화에 기여하고 입자 크기를 미세화하는 기능을 하는 것으로 0.01 중량% 미만으로 포함하는 경우 석출경화 및 입자 크기 미세화의 효과가 크지 않으며, 0.05 중량%를 초과하는 경우 석출경화의 효과가 크지 않을 뿐만 아니라 티타늄(Ti)의 높은 가격으로 인해 비용이 상승하는 문제점이 있다.
상기 제2 용접부재는 바나듐(V)을 0.03~0.10 중량%로 포함할 수 있다.
바나듐(V)은 석출경화에 기여하기 위해 압연 철강 제품에 첨가되는 성분이며, 0.03 중량% 미만으로 포함하는 경우 강도 향상의 효과를 얻을 수 없으며, 0.10 중량%를 초과하는 경우 석출경화의 효과가 크지 않을 뿐만 아니라 바나듐(V)의 높은 가격으로 인해 비용이 상승하는 문제점이 있다.
상기 제2 용접부재는 니오븀(Nb)을 0.01~0.10 중량%로 포함할 수 있다.
니오븀(Nb)은 결정립의 미세화와 재결정의 온도를 높임으로써 강도를 증가시키는 기능을 한다. 상기 니오븀(Nb)을 0.01 중량% 미만으로 포함하는 경우 강도 향상의 효과를 얻을 수 없으며, 0.10 중량%를 초과하는 경우 결정립 미세화 및 강도 향상의 효과가 크지 않을 뿐만 아니라 니오븀(Nb)의 높은 가격으로 인해 비용이 상승하는 문제점이 있다.
상기 제2 용접부재는 불가피한 불순물을 포함할 수 있으며, 상기 불가피한 불순물은 인, 황을 포함할 수 있다.
상기 제2 용접부재의 조성을 위와 같이 변경함으로써 철도 차륜의 철강 조직을 펄라이트(pearlite) 조직에서 베이나이트(bainite) 조직으로 변화시킬 수 있으며 이에 따라 스폴링(spalling) 및 쉐링(shelling)과 같은 철도 차량 차륜의 손상을 방지할 수 있다.
이때, 상기 철도 차륜 육성 단계(S200) 및 상기 표면 경화층 형성 단계(S300)에서의 용접은 가스 실드 용접, 오픈 아크 용접, 서브머지드 아크 용접 및 자동 용접 중 어느 하나의 방법으로 수행할 수 있다.
가스 실드 용접(Gas sheil welding)은 플럭스 코어드 아크 용접(Flux cored arc welding)이라고도 불리며, 용접봉의 크기가 1.2 또는 1.6φ 일 때 사용하는 방법이며, 아크의 보호막은 실드 가스(shield gas, CO2 가스 또는 N2 가스)가 그 역할을 하며, 입열이 적은 장점이 있다.
오픈 아크 용접(Open arc welding)은 용접봉의 크기가 2.4 내지 3.2 φ 일 때 사용하는 방법이며, 가장 현대적이 방법이다. 작업성이 가장 좋고 대용량 용접시 사용할 수 있다.
서브머지드 아크 용접(submerged arc welding)은 용접봉의 크기가 2.4 내지 4.8 φ 일때 사용하며, 작업성이 좋지만, 보호막 플럭스(flux)를 사용할 때, 낭비 시간(dead time)이 발생하기 때문에 오픈 아크 용접보다는 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.
상기 자동 용접은 수평면, 원면을 디지털화된 수치에 의해 자동으로 형상을 따라 수행하는 것일 수 있다. 상기 자동 용접은 알고리즘을 실시간으로 작동시켜 자동 용접과 용착 상태 감시를 융합하여 사용할 수 있으며, 판단확률이 높고, 실시간 전수검사를 할 수 있는 장점이 있다.
이때, 상기 자동 용접은 용착 상태 감시장비(monitering system)를 사용하여 수행할 수 있으나, 상기 자동용접 장비가 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법에 따라 마모된 철도 차륜에 육성 용접을 수행하는 것을 나타내는 사진이고, 도 5는 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법에 따라 육성 용접이 수행된 철도 차륜을 나타내는 사진이다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법은 상기 철도 차륜 육성 단계(S200)를 수행하기 전에, 상기 마모된 철도 차륜을 예열하는 철도 차륜 예열 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.
상기 철도 차륜 예열 단계(S100)를 통하여, 금속의 용융 접합이 용이하도록 하고, 용접 후의 잔류 응력을 경감할 수 있다. (예열온도 및 예열 방법에 대한 추가 설명 필요)
이때, 상기 예열은 250 내지 300℃ 의 온도로 수행할 수 있다.
만약, 상기 철도 차륜의 예열을 250℃ 미만의 온도에서 수행하는 경우에는 용융 접합이 용이한 효과 및 용접 후 잔류 응력 경감 효과가 저하되고, 용접 후 균열 등의 불량이 발생하는 문제점이 있고, 상기 철도 차륜의 예열을 300℃를 초과하는 온도에서 수행하는 경우에는, 상기 범위 내에서의 예열로 인한 효과를 충분히 얻을 수 있기 때문에, 온도를 상승시키기 위한 비용이 증가하는 문제점이 있다.
한편, 도 4에 도시하지는 않았지만 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법은 상기 철도 차륜 예열 단계(S100)를 수행하기 전에, 차륜의 균열 정도 및 마모량을 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
차륜 내에 균열이 있는 경우에는 상기 철도 차륜 예열 단계(S100) 및 상기 철도 차륜 육성 단계(S200)를 진행하는 것이 불가능하므로, 균열 정도를 검사할 수 있으며, 마모량을 검사하여 육성해야 할 용접량을 측정할 수 있다. 바람직하게는 초음파 자동 자기 시스템(Ultra sonic auto system)을 사용하여 균열 정도 및 마모량을 검사할 수 있으나, 상기 검사 장비가 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도 4에 도시하지는 않았지만 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법은 상기 철도 차륜 예열 단계(S100) 및 상기 철도 차륜 육성 단계(S200)를 수행하기 전에 차륜의 압면 부위를 절삭하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 마모된 철도 차륜은 오랜 시간 동안 철도 레일과 접촉하여, 표면의 경화가 발생할 수 있기 때문에, 이 부위를 절삭하여 제거함으로써 용접 부위간의 부착력을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법은 상기 표면 경화층 형성 단계(S300)를 수행한 후, 상기 표면 경화층 형성 단계(S300)에서 용접된 차륜을 후열처리하는 철도 차륜 후열처리 단계(S400)를 더 포함할 수 있다. 상기 후열처리를 통하여 용접 중에 발생한 잔류 응력을 제거할 수 있다.
상기 후열처리를 수행한 후 이를 오랜 시간 동안 서서히 식히면 펄라이트 조직으로 형성되고 이를 매우 짧은 시간 동안 급냉(quenching)시키면 마르텐사이트 조직으로 형성된다. 펄라이트 조직은 스폴링 및 쉐링 등에 약하고, 마르텐사이트 조직은 취성이 매우 강해서 스폴링 현상이 발생하게 된다. 또한 베이나이트 조직의 경우 스폴링 및 쉐링을 방지하는데는 우수하나 마모 특성은 펄라이트 조직에 비해 떨어지게 된다.
따라서 본 발명에서는 펄라이트 조직 또는 마르텐사이트 조직보다는 베이나이트 조직에 가깝게 금속 조직을 형성할 수 있도록 열처리 공정의 프로세스를 조정한 것을 특징으로한다.
본 발명에 따른 철도 차륜의 재생 방법에서 후열처리는 240 내지 260℃의 온도에서 4시간 동안 수행할 수 있다. 이어서 250℃에서 100℃까지 시간당 40℃의 속도로 4시간 동안 서서히 냉각시킨다. 이후 100℃ 이하를 유지하면서 대기 상태에서 서서히 냉각시킨다.
즉, 본 발명에 따른 후열처리 단계에서는 후열처리 후 항온으로 서서히 냉각시킴으로써, 금속 조직을 펄라이트 조직보다는 베이나이트 조직에 가까운 금속 조직으로 형성할 수 있다.
상기 후열처리를 240℃ 미만의 온도에서 수행하는 경우에는 잔류 응력을 제거하는 효과가 저하하는 문제점이 있고, 상기 후열처리를 260℃를 초과하는 온도에서 수행하는 경우에는 재생된 차륜의 강도가 저하하는 문제점이 있다. 또한, 상기 후열처리를 4시간 미만으로 수행하는 경우에는 잔류 응력을 제거하는 효과가 저하하는 문제점이 있고, 상기 후열처리를 4시간을 초과하여 수행하는 경우에는 재생된 차륜의 강도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법은 상기 철도 차륜 후열처리 단계(S400)를 수행한 후, 상기 철도 차륜 후열처리 단계(S400)에서 열처리가 된 철도 차륜을 절삭가공 또는 연삭가공하는 철도 차륜 가공 단계(S400)를 더 포함할 수 있다. 이러한 철도 차륜 가공 단계(S400)를 통해 재생된 철도 차륜의 디멘션(dimension), 조도 및 진원도를 만족시키도록 할 수 있다. 이때, 상기 연삭가공은 CNC 선반 기계(CNC TURNING)을 이용하여 수행할 수 있으나, 상기 연삭 장비가 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명의 설명을 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
단계 1: 지름이 820mm이고, 플랜지(Flange)가 23mm일 경우이고, 탄소(C) 0.66 중량%, 실리콘(Si) 0.22 중량%, 망간(Mn) 0.72 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 조성으로 하는 마모된 철도 차륜을 용접 토치에 수직이 되도록 장착하였다. 상기 마모된 철도 차륜의 균열의 유무 및 마모량을 검사하여 용접을 수행할 수 있는지 여부와 용접을 수행할 정도를 결정하였다.
상기 마모된 철도 차륜에 표면 경화가 발생한 부분을 절삭으로 제거한 후, 철도 차륜을 축과 분리하여, 차륜 단독으로 포지셔너(positioner)에 장착하고, 상기 마모된 철도 차륜을 용접이 용이하도록 250 내지 300℃로 예열하였다. (철도 차륜 예열 단계, S100)
제어시스템을 이용하여 상기 마모된 철도 차륜을 선속도가 분당 최소 600mm가 되도록 회전시키면서 상기 마모된 철도 차륜의 상부 외연의 모재 상에 탄소(C) 0.09 중량%, 실리콘(Si) 0.51 중량%, 망간(Mn) 1.32 중량%, 크롬(Cr) 0.92 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 조성으로 하는 제1 용접부재를 이용하여 용접 두께가 15 내지 20mm가 되도록 육성 용접을 실시하였다. (철도 차륜 육성 단계, S200)
용접조건은 전압 26~35V, 전류 350~450A, 와이어 팁(wire tip) 및 상부 외연 모재 표면과의 간격은 25~35mm였다.
단계 2: 상기 단계 1의 용접조건과 동일한 조건으로 상기 단계 1의 육성 용접이 실시된 차륜에 탄소(C) 0.18 중량%, 실리콘(Si) 1.22 중량%, 망간(Mn) 2.55 중량%, 니켈(Ni) 0.52 중량%, 크롬(Cr) 1.8 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.09 중량%, 티타늄(Ti) 0.02 중량%, 바나듐(V) 0.03 중량%, 니오븀(Nb) 0.02 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 조성으로 하는 제2 용접부재를 이용하여 용접 두께가 9 ~10mm가 되도록 표면 경화층 형성을 위한 용접을 실시하였다. (표면 경화층 형성 단계, S300)
상기 재생된 철도 차륜을 250℃에서 4시간 동안 후열처리를 수행한 후, 시간당 40℃의 속도로 4시간 동안 서서히 냉각하여 100℃까지 냉각시키며, 이후 대기 상에서 100℃ 이하의 온도를 유지하면서 서냉하여 용접 후의 응력을 제거하였다. (철도 차륜 후열처리 단계, S400)
상기 후열처리가 수행된 철도 차륜을 디멘션, 조도 및 진원도를 만족하도록 CNC 선반 기계로 가공을 실시하여 철도 차륜을 재생하였다. (철도 차륜 가공 단계, S500)
<실시예 2>
단계 1 : 다른 조건은 실시예1과 동일하고, 상기 마모된 철도 차륜은 탄소(C) 0.7 중량%, 실리콘(Si) 0.25 중량%, 망간(Mn) 0.7 중량%, 크롬(Cr) 0.17 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 조성이고, 제1 용접부재는 탄소(C) 0.77 중량%, 실리콘(Si) 0.5 중량%, 망간(Mn) 1.1 중량%, 크롬(Cr) 0.9 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 조성으로 하여 실험하였다.
단계 2 : 다른 조건은 실시예1과 동일하고, 제2 용접부재는 탄소(C) 0.19 중량%, 실리콘(Si) 1.42 중량%, 망간(Mn) 2.8 중량%, 니켈(Ni) 0.55 중량%, 크롬(Cr) 2.0 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.16 중량%, 티타늄(Ti) 0.03 중량%, 바나듐(V) 0.05 중량%, 니오븀(Nb) 0.02 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 조성으로 하여 동일하게 수행하여 철도 차륜을 재생하였다.
<실시예 3>
단계 1 : 다른 조건은 실시예1과 동일하고, 상기 마모된 철도 차륜은 탄소(C) 0.06 중량%, 실리콘(Si) 0.4 중량%, 망간(Mn) 1.0 중량%, 크롬(Cr) 0.8 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 조성으로 하여 실험하였다.
단계 2 : 다른 조건은 실시예1과 동일하고, 제2 용접부재는 탄소(C) 0.2 중량%, 실리콘(Si) 1.6 중량%, 망간(Mn) 3.0 중량%, 니켈(Ni) 0.58 중량%, 크롬(Cr) 2.0 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.2 중량%, 티타늄(Ti) 0.04 중량%, 바나듐(V) 0.06 중량%, 니오븀(Nb) 0.04 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 조성으로 하여 동일하게 수행하여 철도 차륜을 재생하였다.
<실시예 4>
단계 1 : 다른 조건은 실시예1과 동일하고, 제1 용접부재가 탄소(C) 0.09 중량%, 실리콘(Si) 0.8 중량%, 망간(Mn) 1.5 중량%, 크롬(Cr) 1.0 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 조성으로 하여 실험하였다.
단계 2 : 다른 조건은 실시예1과 동일하고, 제2 용접부재는 탄소(C) 0.22 중량%, 실리콘(Si) 1.7 중량%, 망간(Mn) 3.2 중량%, 니켈(Ni) 0.6 중량%, 크롬(Cr) 2.4 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.3 중량%, 티타늄(Ti) 0.05 중량%, 바나듐(V) 0.07 중량%, 니오븀(Nb) 0.05 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 조성으로 하여 동일하게 수행하여 철도 차륜을 재생하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 1에서 제조된 마모된 철도 차륜의 재생과정을 관찰하고, 그 결과를 도 5 내지 도 7에 도시하였다.
도 1에 도시한 바와 같이, 마모된 철도 차륜은 장기간 레일과의 접촉으로 인해 상당량의 마모가 발생한 상태이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 경화된 표면을 절삭으로 커팅(cutting)한 면에 용접이 진행되면서 비드가 적절한 용접 전압(amp volt)로 용접이 수행되는 것을 확인할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 단계 1의 용접이 수행되고 난 뒤에, 비드의 모양 및 크기가 적절하게 형성되었고, 비드의 연속성이 있어 용접이 균일하게 수행되었음을 확인할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 단계 2 후열처리 후, CNC 선반 기계로 차륜의 표면을 디멘션, 조도 및 진원도를 만족하도록 가공이 수행됨을 확인할 수 있다.
이와 같이, 상기 실시예의 재생방법에 따라 차륜이 재생됨을 확인할 수 있었다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생용 용접부재에 의하면 철도 차륜과 유사한 성질을 나타내면서도 경도가 높아서 철도 차륜의 표면 경화층으로 사용할 수 있고 재생된 차륜의 금속 조직을 변경시킬 수 있으며 이로 인해 재생된 철도 차륜의 초기 마모 시간을 늦출 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 철도 차륜의 재생방법에 의하면, 손상이 발생된 철도 차륜을 원래 크기로 육성시키고 표면 경화층을 형성하며, 용접부재의 조성 변경 및 예열 및 후열처리 과정을 통해 차륜의 금속 조직을 변경시킴으로써 재생된 철도 차륜의 손상 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 마모된 철도 차륜을 재생하기 위하여 상기 마모된 철도 차륜을 육성한 후 상기 육성된 철도 차륜을 용접하여 표면경화층을 형성하는데 사용되는 용접부재에 있어서,
    상기 용접부재는 탄소(C) 0.1~0.25 중량%, 실리콘(Si) 1.0~2.0 중량%, 망간(Mn) 2.2~3.3 중량%, 니켈(Ni) 0.45~0.65 중량%, 크롬(Cr) 0.85~2.45 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01~0.4 중량%, 티타늄(Ti) 0.01~0.05 중량%, 바나듐(V) 0.03~0.10 중량%, 니오븀(Nb) 0.01~0.10 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차륜 재생용 용접부재.
  2. 마모된 철도 차륜을 제1 용접부재로 용접하여 육성하는 철도 차륜 육성 단계; 및
    상기 육성된 철도 차륜을 제2 용접부재로 용접하여 표면경화층을 형성하는 표면경화층 형성 단계;를 포함하되,
    상기 제1용접부재는 탄소 0.05~0.15 중량%, 실리콘 0.2~1.0 중량%, 망간 1.0~2.0 중량%, 크롬 0.6~1.2 중량% 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하여 이루어지고,
    상기 제2용접부재는 탄소(C) 0.1~0.25 중량%, 실리콘(Si) 1.0~2.0 중량%, 망간(Mn) 2.2~3.3 중량%, 니켈(Ni) 0.45~0.65 중량%, 크롬(Cr) 0.85~2.45 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01~0.4 중량%, 티타늄(Ti) 0.01~0.05 중량%, 바나듐(V) 0.03~0.10 중량%, 니오븀(Nb) 0.01~0.10 중량%, 불가피한 불순물 및 잔부 철을 포함하여 이루어지며,
    상기 철도 차륜은 화차, 객차, 도시철도 및 지하철 중 어느 하나의 차륜인 것을 특징으로 하는, 철도 차륜의 재생방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 철도 차륜 육성 단계 및 상기 표면경화층 형성 단계에서의 상기 용접은 가스 실드 용접, 오픈 아크 용접, 서브머지드 아크 용접 및 자동 용접 중 어느 하나의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜의 재생방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 철도 차륜 육성 단계 이전에 상기 마모된 철도 차륜을 예열하는 철도 차륜 예열 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차륜의 재생방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 철도 차륜 예열 단계는
    250 내지 300℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜의 재생방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 표면경화층 형성 단계 이후 상기 용접된 차륜을 후열처리하는 철도 차륜 후열처리 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차륜의 재생방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 철도 차륜 후열처리 단계는
    240 내지 260℃의 온도 범위에서 4시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜의 재생방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 철도 차륜 후열처리 단계는
    240 내지 260℃의 온도 범위에서 4시간 동안 후열처리를 수행한 이후
    260℃의 온도에서 시간당 40℃의 속도로 4시간 동안 서서히 냉각하여 100℃까지 냉각시키는 단계; 및
    대기 상에서 100℃ 이하의 온도를 유지하면서 서서히 냉각시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차륜의 재생방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 철도 차륜 후열처리 단계 이후 상기 후열처리가 수행된 차륜을 절삭가공 또는 연삭가공하는 철도 차륜 가공 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차륜의 재생방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 절삭가공 또는 연삭가공은
    CNC 선반 기계(CNC turning)를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 철도 차륜의 재생방법.
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