KR102192892B1 - heat treatment and Surface propagation method of Metalwork - Google Patents

heat treatment and Surface propagation method of Metalwork Download PDF

Info

Publication number
KR102192892B1
KR102192892B1 KR1020180123515A KR20180123515A KR102192892B1 KR 102192892 B1 KR102192892 B1 KR 102192892B1 KR 1020180123515 A KR1020180123515 A KR 1020180123515A KR 20180123515 A KR20180123515 A KR 20180123515A KR 102192892 B1 KR102192892 B1 KR 102192892B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
cast iron
carbon steel
ductile cast
heat treatment
Prior art date
Application number
KR1020180123515A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200043560A (en
Inventor
강전권
강준수
Original Assignee
강전권
강준수
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 강전권, 강준수 filed Critical 강전권
Priority to KR1020180123515A priority Critical patent/KR102192892B1/en
Publication of KR20200043560A publication Critical patent/KR20200043560A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102192892B1 publication Critical patent/KR102192892B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/78Combined heat-treatments not provided for above
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/42Induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D5/00Heat treatments of cast-iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

본 발명은 덕타일 주철 재질 및 탄소강 재질의 로터에 대하여 깨짐과 변형의 발생을 방지하면서 필요한 강도와 강화성을 얻어 로터의 수명을 연장할 수 있게 되는 덕타일 주철 및 탄소강의 로터의 표면 열처리 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 덕타일 주철 및 탄소강의 로터의 표면을 연마하는 제1단계와, 연마된 상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터의 표면에 대하여 마모가 일어나게 되는 국소 부위에 대해서만 고주파로 열처리한 다음 급냉하는 제2단계와, 상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 650~950℃에서 표면과 하면부에 대해 6~10초간 가열하여 급냉하는 제3단계와, 상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 230~240℃에서 2~4시간 템퍼링하는 제4단계를 포함하는 덕타일 주철 및 탄소강의 로터의 표면 열처리 방법을 제공한다.The present invention provides a method for surface heat treatment of a rotor made of ductile cast iron and carbon steel, which is capable of prolonging the life of the rotor by obtaining necessary strength and reinforcement while preventing the occurrence of cracks and deformation in the rotor made of ductile cast iron and carbon steel. About. In the present invention, the first step of polishing the surface of a rotor of ductile cast iron and carbon steel, heat treatment with high frequency only for a local area where abrasion occurs on the surface of the polished ductile cast iron and carbon steel rotor, followed by rapid cooling. The second step and a third step of heating the rotor of the ductile cast iron and carbon steel at 650 to 950°C for 6 to 10 seconds to rapidly cool the rotor of the ductile cast iron and carbon steel at 230 to 240°C. It provides a method for surface heat treatment of a rotor made of ductile cast iron and carbon steel including a fourth step of tempering at °C for 2 to 4 hours.

Description

금속 가공품의 열처리와 표면 증식방법{heat treatment and Surface propagation method of Metalwork}Heat treatment and surface propagation method of metalwork

본 발명은 변형 없이 로터와 임펠러의 표면 열처리와 용접으로 표면 증식시 축간 열변형 없이 금속 가공품의 표면 강화와 사용 중 마모부를 열 변형 없이 증식해 재가공 후 사용할 제품을 만드는 방법에 관한 것으로, 특히 덕타일 주철 재질 및 탄소강 재질의 로터와 임펠러에 대하여 깨짐과 변형의 문제를 방지함과 동시에 필요한 강도와 강화성을 얻어 로터의 수명을 연장할 수 있고, 재사용으로 경제성을 얻게 되는 덕타일 주철체 및 탄소강 재질의 로터와 임펠러의 변형없는 표면 열처리 및 변형 없는 금속 용접으로 표면 증식 후 재사용을 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of making a product to be used after reprocessing by reinforcing the surface of a metal workpiece without thermal deformation between axes when the surface is proliferated by surface heat treatment and welding of a rotor and impeller without deformation, and by proliferating a wear part during use without thermal deformation. Ductile cast iron body and carbon steel material that prevents the problem of cracking and deformation of the rotor and impeller made of cast iron and carbon steel, and extends the life of the rotor by gaining necessary strength and reinforcement, and gains economic efficiency through reuse. It relates to a method for reuse after surface proliferation by non-deformation surface heat treatment and non-deformation metal welding of rotor and impeller of

펌프. 발전기, 전동기, 터빈 및 수차 등의 회전기계에서 회전하는 요소인 로터는 강도를 향상시키고 수명을 연장시키기 위한 표면 열처리를 요하게 된다. 그런데, 덕타일 주철 및 탄소강 소재로 이루어진 로터의 경우 열처리를 하면 깨짐과 변형이 발생하는 것이 일반적이다.Pump. Rotors, which are elements that rotate in rotating machines such as generators, motors, turbines, and waterwheels, require surface heat treatment to improve strength and extend life. However, in the case of a rotor made of ductile cast iron and carbon steel, it is common to crack and deform when heat-treated.

구상 흑연 주철 또는 노듈러(nodular) 주철이라고도 하는 덕타일 주철(ductile cast iron)은 주철에 규소나 마그네슘을 첨가하여 산소를 구상의 흑연조직으로 함으로써 연성과 강도를 증대시킨 것으로, 내열성과 내식성이 좋고 강도를 필요로 하는 주철 기계부품에 많이 사용되고 있다. 본 발명에서는 이러한 덕타일 주철 및 탄소강의 로터의 열처리시 발생하는 깨짐과 변형을 방지하면서 사용 허용치에 필요한 강도와 강화성을 얻을 수 있도록 하고 있다.Ductile cast iron, also known as nodular cast iron or nodular cast iron, is made by adding silicon or magnesium to cast iron to make oxygen into a spherical graphite structure to increase ductility and strength.It has good heat resistance and corrosion resistance. It is widely used in cast iron machine parts that require strength. In the present invention, it is possible to obtain the strength and reinforcement required for the allowable value while preventing cracking and deformation occurring during heat treatment of the rotor of such ductile cast iron and carbon steel.

일반적으로 로터를 200℃로 가열처리할 경우 경도 증가에 따른 가공성에 있어서는 변화가 없으나, 400℃로 가열 처리을 하면 가공성이 현저히 나빠지게 된다. 그리고, 가공성뿐만 아니라 열변성형도 갖는 덕타일 주철 및 탄소강 소재는 열처리만으로는 강화성을 얻기에는 무리가 있는 소재이다.In general, when the rotor is heated at 200°C, there is no change in the workability according to the increase in hardness, but when the rotor is heated at 400°C, the workability is significantly deteriorated. In addition, ductile cast iron and carbon steel materials having not only workability but also thermal deformation are materials that are difficult to obtain reinforcement only by heat treatment.

또한 표면 처리시 유성 코팅과 금속증착 및 도금법을 이용하여 표면 처리에 적용하게 되면 코팅이 벗겨지는 현상이 발생하고, 증착은 두꺼운 피막층을 생성할 수 없고. 도금은 두께 증가로 인하여 경제성이 떨어지기 때문에 사용수명 연장에 있어서 기대에 미치지 못하게 되므로 제작단계에서 열처리를 하여 표면을 강화 한다면 품질이 향상될 것이다.In addition, when the surface treatment is applied to the surface treatment using an oil-based coating, metal deposition and plating method, the coating peels off, and the deposition cannot create a thick film layer. Plating is less economical due to an increase in thickness, so it does not meet expectations in extending the service life. Therefore, if the surface is reinforced by heat treatment at the manufacturing stage, the quality will be improved.

하기 선행기술문헌의 특허문헌 1은 고강도 구상 흑연 주철을 짧은 시간동안 열처리하여 강도 및 연신율을 향상시킬 수 있는 열처리 방법으로서, 고강도 구상 흑연 주철을 870~890℃의 온도에서 30~60분 동안 유지시켜서 오스테나이트화시킨 후, 강제 공냉 시키는 공정을 개시하고 있다.Patent Document 1 of the following prior art documents is a heat treatment method capable of improving strength and elongation by heat treating high-strength spheroidal graphite cast iron for a short period of time, and maintaining high-strength spheroidal graphite cast iron at a temperature of 870 to 890°C for 30 to 60 minutes. After making it austenite, a process of forced air cooling is started.

또한 특허문헌 2는 수차례에 걸쳐 설정온도로의 가열 후 일정시간 유지단계와 급냉단계를 반복함으로써 안정화된 조직을 갖는 구상흑연주철 워크롤의 열처리 방법을 개시하고 있다.In addition, Patent Document 2 discloses a heat treatment method of a ductile graphite cast iron workroll having a stabilized structure by repeating the holding step and the quenching step for a certain time after heating to a set temperature several times.

대한민국 특허공개번호 제10-1998-085544호(1998.12.05. 공개)Korean Patent Publication No. 10-1998-085544 (published on May 12, 1998) 대한민국 특허공개번호 제10-2014-0041037호(2014.04.04. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2014-0041037 (published on April 4, 2014)

덕타일 주철(구상 흑연 주철) 제품에 대하여 종래에 실시되던 열처리 방법으로는 깨짐과 변형의 발생을 방지하는 데에 한계가 있어 사용 허용치에 필요한 강도와 강화성을 얻기 힘들다는 문제점이 있다.The conventional heat treatment method for ductile cast iron (spherical graphite cast iron) products has a limitation in preventing the occurrence of cracks and deformation, so it is difficult to obtain the strength and reinforcement required for the allowable value.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 요구하는 가공이 완성된 제품을 변형 없이 깨짐과 변형의 발생을 방지하면서 필요한 강도와 강화성을 얻어 로터의 수명을 연장할 수 있게 되는 덕타일 주철 및 탄소강의 로터의 표면 열처리 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.The present invention is to solve such a conventional problem, ductile cast iron capable of prolonging the life of a rotor by obtaining necessary strength and reinforcement while preventing the occurrence of cracks and deformations without deformation of a product that has been processed as required. And a method for surface heat treatment of a carbon steel rotor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 덕타일 주철 및 탄소강의 로터와 임펠러의 가공 완성 후 연마 가공하는 제1단계와, 연마된 상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터나 임펠러의 표면에 마모가 일어나게 되는 국소 부위에 대해서만 고주파로 열처리한 다음 급냉하는 제2단계와, 상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 650∼950℃에서 표면과 하면부에 대해 2∼30초간 가열하여 급냉하는 제3단계와, 상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 230∼240℃에서 2∼4시간 템퍼링 하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a first step of grinding the rotor and impeller of ductile cast iron and carbon steel after completion of processing, and abrasion on the surface of the rotor or impeller of the ductile cast iron and carbon steel that has been polished. A second step of quenching after heat treatment at high frequency only for a local area; a third step of quenching by heating the rotor of the ductile cast iron and carbon steel at 650 to 950°C for 2 to 30 seconds; and It is characterized by tempering the rotor of ductile cast iron and carbon steel at 230 to 240°C for 2 to 4 hours.

또한 덕타일 주철 및 탄소강의 로터의 표면에 마모된 부위가 있는 경우, 상기 마모된 부위를 180∼320℃의 온도로 예열하고, 상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터나 임펠러와 용접봉을 이용하여 상기 마모된 부위를 1000℃ 이상의 온도로 전기용접 한 다음, 상기 마모된 부위가 신품과 동일한 수치가 되도록 용접된 부위를 가공하는 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, if there is a worn part on the surface of the ductile cast iron and carbon steel rotor, the worn part is preheated to a temperature of 180 to 320°C, and the wear is performed using the rotor or impeller and welding rod of the ductile cast iron and carbon steel. After electro-welding the worn part at a temperature of 1000° C. or higher, the process of processing the welded part so that the worn part becomes the same value as the new product is further performed.

위와 같이 구성되는 본 발명은 덕타일 주철 및 탄소강의 로터의 표면에서 마모가 일어나게 되는 국소 부위에 대해서만 고주파로 열처리를 수행하기 때문에 로터 변형의 발생을 방지할 수 있게 됨과 아울러 필요한 강도와 강화성을 얻어 로터의 수명을 연장하게 되는 효과가 있다.The present invention constituted as above can prevent the occurrence of rotor deformation and obtain necessary strength and reinforcement because heat treatment is performed at high frequency only for a local area where wear occurs on the surface of the rotor of ductile cast iron and carbon steel. It has the effect of extending the life of the rotor.

도 1은 본 발명에 따른 열처리 방법의 실시예를 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 열처리 직후의 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 보인 사진이다.
도 3은 본 발명의 공정 중 템퍼링 후의 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명의 공정 중 표면의 이물질 제거 후 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 보여주는 사진이다.
도 5은 마모된 로터와 본 발명에 따라 용접 및 연마 가공한 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 나타낸 사진이다.
1 is a process chart showing an embodiment of a heat treatment method according to the present invention.
2 is a photograph showing a rotor of ductile cast iron and carbon steel immediately after heat treatment according to the present invention.
3 is a photograph showing a rotor of ductile cast iron and carbon steel after tempering in the process of the present invention.
4 is a photograph showing a rotor of ductile cast iron and carbon steel after removing foreign substances from the surface during the process of the present invention.
5 is a photograph showing a worn rotor and a rotor of ductile cast iron and carbon steel welded and polished according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided so that the present invention may be sufficiently understood by those of ordinary skill in the art, and may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It is not.

도 1은 본 발명에 따른 열처리 방법의 실시예를 나타낸 공정도로서, 덕타일 주철 및 탄소강의 로터에 대한 깨짐과 변형의 발생을 방지하면서 필요한 강도와 강화성을 얻을 수 있는 열처리 방법을 도 1을 참조로 설명하면 다음과 같다.1 is a process chart showing an embodiment of the heat treatment method according to the present invention.Refer to FIG. 1 for a heat treatment method capable of obtaining required strength and reinforcement while preventing cracking and deformation of the rotor of ductile cast iron and carbon steel. Explained as follows.

먼저, 제1단계로 덕타일 주철 및 탄소강의 로터는 가공 후 정밀성을 위해 표면을 연마 가공한다(S1). 이때 덕타일 주철 및 탄소강의 로터는 고속으로 회전하는 부품이다.First, as a first step, the rotors of ductile cast iron and carbon steel are polished for precision after processing (S1). At this time, the ductile cast iron and carbon steel rotors are parts that rotate at high speed.

열처리를 하고 밸런스를 잡는 이유는 불 균질한 형태의 표면에 열처리를 가하게 되면 크랙이 발생하므로 균질한 상태의 제품형상을 구현할 수 없기 때문이다. The reason for heat treatment and balance is that when heat treatment is applied to a surface of an inhomogeneous shape, cracks are generated, so that a homogeneous product shape cannot be realized.

그리고 제2단계로서 위와 같이 연마된 덕타일 주철 및 탄소강의 로터의 표면에 대하여 마모가 일어나게 되는 국소 부위에 대해서만 고주파로 열처리한 다음 급냉한다(S2). 고주파 열처리는 가열시간이 짧기 때문에 로터의 표면에 대한 열 영향이 적어 변형의 발생 우려가 낮다.As a second step, heat treatment is performed with high frequency only for a local area where abrasion occurs on the surface of the rotor of the ductile cast iron and carbon steel polished as described above, followed by rapid cooling (S2). In the high-frequency heat treatment, since the heating time is short, the heat effect on the surface of the rotor is small and there is a low risk of deformation.

이 밖에 고주파 열처리의 특징으로는, 산화 스케일의 발생이 적다는 점, 장시간 가열에 의한 탈탄 현상이 없다는 점, 필요한 부분만의 국부 열처리가 용이하다는 점, 경화 깊이의 조정이 용이하다는 점, 표면경화의 경우 내부의 인성을 유지할 수 있다는 점, 표면경화/풀림/뜨임/불림 등 모든 열처리에 적용이 용이하다는 점 등을 들 수 있다.Other features of high frequency heat treatment include less occurrence of oxidized scale, no decarburization due to long-time heating, easy local heat treatment for only necessary parts, easy adjustment of the hardening depth, and surface hardening. In the case of, the internal toughness can be maintained, and it is easy to apply to all heat treatments such as surface hardening/ annealing/ tempering/ soaking.

이처럼 덕타일 주철 및 탄소강의 로터에서 회전 작동으로 인해 마모가 발생하게 되는 국소 부위에 대해서만 그 표면만을 열처리한 다음, 급냉을 하게 되면 로터의 중심에 변형이 발생하지 않게 된다. 또한, 로터의 표면만 열처리함에 따라 제품에 변형을 유발하지 않고 필요한 정도의 표면경도를 높여주게 되어 제품의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.In this way, when only the surface of the ductile cast iron and carbon steel rotor is subjected to abrasion due to rotational operation, only the surface is heat-treated and then rapidly cooled, the deformation at the center of the rotor does not occur. In addition, as only the surface of the rotor is heat treated, it does not cause deformation to the product and increases the required surface hardness, thereby extending the life of the product.

만일 열처리 후에 변형이 발생하면 선행가공 후 열처리를 할 수 없지만, 완전 가공 후에 열처리를 할 수 있다면 경화되지 않은 금속이므로 가공성이 우수해 가공이 용이하고 열처리를 통하여 필요 부위를 강화시킬 수 있다.If deformation occurs after heat treatment, heat treatment cannot be performed after pre-processing, but if heat treatment can be performed after complete machining, it is an unhardened metal, so it is easy to process because it has excellent workability, and necessary parts can be strengthened through heat treatment.

다음으로, 제3단계로서 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 650∼950℃에서 표면과 하면부에 대해 2∼30초간 가열하여 급냉한다(S3). 이때 가스를 열원으로 하여 로터의 윗부분과 아랫부분을 균일하게 가열하는 것이 바람직하다.Next, as a third step, the rotor of the ductile cast iron and carbon steel is heated at 650 to 950°C for 2 to 30 seconds for the surface and the lower surface to be rapidly cooled (S3). At this time, it is desirable to uniformly heat the upper and lower portions of the rotor using gas as a heat source.

그리고, 냉각수로 로터의 표면을 급속 냉각함으로써 로터의 표면 경도가 증가하게 된다. 한편, 950℃ 보다 높은 온도로 가열할 경우 로터의 표면에 크랙이 생하게 되고, 650℃ 보다 낮은 온도로 가열하면 열처리 효과를 적어지는데 이는 소재 상황에 따라 달라진다.In addition, the surface hardness of the rotor is increased by rapidly cooling the surface of the rotor with cooling water. On the other hand, if heated to a temperature higher than 950°C, cracks are generated on the surface of the rotor, and if heated to a temperature lower than 650°C, the heat treatment effect decreases, which varies depending on the material situation.

또한, 로터를 과한 시간 가열할 경우에는 소재에 변형이 유발되므로, 소재의 Ø및 길이에 따라 2∼30초간 가열하는 것이 바람직하다. 도 2는 840℃에서 열처리 직후의 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 나타낸 사진이다.In addition, if the rotor is heated for an excessive amount of time, the material is deformed, so it is preferable to heat for 2 to 30 seconds depending on the Ø and length of the material. 2 is a photograph showing a rotor of ductile cast iron and carbon steel immediately after heat treatment at 840°C.

제4단계에서 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 230∼240℃에서 2∼4시간 템퍼링한다(S4). 제4단계는 상기의 제3단계에서와 같이 급속하게 가열된 금속은 강성을 갖게 되는데, 이러한 강성을 풀어주기 위한 과정이다.In the fourth step, the ductile cast iron and carbon steel rotors are tempered at 230 to 240°C for 2 to 4 hours (S4). In the fourth step, as in the third step, the rapidly heated metal has rigidity, which is a process for releasing such rigidity.

본 발명의 실시 예에서는 전기로를 이용하여 235℃에서 3시간 동안 템퍼링을 수행하는데 도 3은 이러한 템퍼링 후의 덕타일 주철 및 탄소강의 로터를 보여주고 있다.In an embodiment of the present invention, tempering is performed for 3 hours at 235°C using an electric furnace, and FIG. 3 shows a rotor of ductile cast iron and carbon steel after such tempering.

상술한 바와 같은 공정에 따라 열처리가 이루어진 본 발명의 덕타일 주철 및 탄소강의 로터에 대하여 HRC 경도를 측정한 결과, 14-15의 HRC 에서 34-35의 HRC로 경도가 증가한 것을 알 수 있었다.As a result of measuring the HRC hardness of the rotor of the ductile cast iron and carbon steel of the present invention subjected to heat treatment according to the above-described process, it was found that the hardness increased from HRC of 14-15 to HRC of 34-35.

한편, 신제품이 아닌 재생품인 덕타일 주철 및 탄소강의 로터에 대해서는 다음과 같은 공정을 더 수행할 수 있다. 재생품인 덕타일 주철 및 탄소강의 로터는 오랜 시간 사용이 된 이력이 있기 때문에 표면에 마모된 부위가 존재하게 된다.On the other hand, the following processes can be further performed for rotors made of ductile cast iron and carbon steel, which are not new products, but are recycled products. Rotors made of ductile cast iron and carbon steel, which are regenerated products, have a long history of use, so there are worn parts on the surface.

종래에는 도금방법을 통해 마모된 부위를 재생하였는데, 이 방법은 30미크론 이하의 마모도 하에서만 채택될 수 있는 방법이다.Conventionally, a worn part was regenerated through a plating method, which is a method that can be adopted only under a wear degree of 30 microns or less.

본 발명에서는 마모도가 30미크론 이상일 경우에 마모된 부위를 용접한 후 연마 과정을 통해 어떠한 치수의 마모도를 가진 로터에 대해서도 수리 재사용을 가능하도록 한다. 여기서 중요한 것은 먼저 열을 가하는 전기용접을 통하여 금속 표면에 다른 금속을 덧붙이는 방법으로 높은 열을 소재에 가하여 열에 의해 금속을 입일 때 열변성을 최소화 하여 변형율 발생을 방지할 수 있다.In the present invention, when the abrasion degree is 30 microns or more, repair and reuse of a rotor having a wear degree of any dimension is possible through a polishing process after welding a worn area. What is important here is a method of adding other metals to the metal surface through electrical welding that applies heat first, so that high heat is applied to the material to minimize heat degeneration when the metal is applied by heat to prevent the occurrence of strain.

먼저 마모된 부위를 180∼320℃의 온도로 예열한다. 이처럼 기초 예열을 통해 로터나 임펠러 소재의 온도를 상승시킴에 따라 로터 또는 임펠러가 변형되는 것을 배제할 수 있게 된다. 이처럼 마모된 로터나 임펠러에 표면에만 1000℃ 이상의 온도를 가해도 변형됨 없이 재생처리를 할 수 있게 되는 것이다.First, preheat the worn area to a temperature of 180-320℃. As the temperature of the rotor or impeller material is increased through the basic preheating, it is possible to exclude deformation of the rotor or impeller. Even if a temperature of 1000℃ or more is applied to the worn rotor or impeller only on the surface, regeneration treatment can be performed without deformation.

이어서, 덕타일 주철 및 탄소강의 소재에 로터 또는 임펠러와 용접봉을 이용하여 상기 마모된 부위를 1000℃ 이상의 온도로 전기로 용접한다. 이렇게 용접을 마치고나서 로터의 경도를 측정하면 기존의 소재가 갖는 표면경도 대비 400∼500% 경도가 증가하며 HRC 14-15에서 60-80이상으로 강화되는 결과를 얻을 수 있다. Subsequently, the abraded portion is electrically welded to the material of ductile cast iron and carbon steel at a temperature of 1000°C or higher using a rotor or impeller and a welding rod. If the hardness of the rotor is measured after welding in this way, the hardness increases by 400-500% compared to the surface hardness of the existing material, and the result is reinforced to more than 60-80 in HRC 14-15.

이후, 용접된 부위를 연마함으로써 표면을 다듬는다. 도 5는 마모된 로터와 본 발명에 따라 용접 및 연마 가공된 로터를 보여주고 있다. 이처럼 로터와 동일한 소재를 가열한 후 로터의 표면에 용접을 진행하면, 동일한 소재로 로터의 표면에 덧살을 입히게 되어 어떠한 코팅보다도 우수한 접착력을 갖게 되고 표면 강도가 크게 증가된 원하는 두께로 가공이 가능해진다.Then, the surface is polished by polishing the welded area. Figure 5 shows a worn rotor and a rotor welded and polished according to the present invention. In this way, if the same material as the rotor is heated and then welded to the surface of the rotor, the surface of the rotor is covered with the same material, so that it has superior adhesion than any coating and can be processed to a desired thickness with a significantly increased surface strength. .

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.In the above, the present invention has been described based on the preferred embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications by those of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea of the present invention This is possible.

Claims (2)

덕타일 주철 및 탄소강의 로터 또는 임펠러의 가공 완성 후 연마 가공하는 제1단계;
연마된 상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터 또는 임펠러의 표면에 마모가 일어나게 되는 국소 부위에 대해서만 고주파로 열처리한 다음 급냉하는 제2단계;
상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터 또는 임펠러를 650∼950℃에서 표면과 하면부에 대해 2∼30초간 가열하여 급냉하는 제3단계;
상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터 또는 임펠러를 230∼240℃에서 2∼4시간 템퍼링하는 제4단계를 포함하고,
상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터 또는 임펠러의 표면에 마모된 부위가 있는 경우,
상기 마모된 부위를 180∼320℃의 온도로 예열하고,
상기 덕타일 주철 및 탄소강의 로터 또는 임펠러와 용접봉을 이용하여 상기 마모된 부위를 1000℃ 이상의 온도로 전기용접 한 다음,
상기 마모된 부위가 신품과 동일한 수치가 되도록 용접된 부위를 가공하는 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 금속 가공품의 열처리와 표면 증식방법.
A first step of grinding the ductile cast iron and carbon steel after the rotor or impeller is finished;
A second step of heat-treating at high frequency only for a local area where abrasion occurs on the surface of the rotor or impeller of the polished ductile cast iron and carbon steel, followed by rapid cooling;
A third step of rapidly cooling the rotor or impeller of the ductile cast iron and carbon steel by heating at 650 to 950°C for 2 to 30 seconds on the surface and the lower surface;
A fourth step of tempering the ductile cast iron and carbon steel rotor or impeller at 230 to 240°C for 2 to 4 hours,
If there is a worn part on the surface of the rotor or impeller of the ductile cast iron and carbon steel,
Preheat the worn area to a temperature of 180 to 320°C,
Electric welding the worn part at a temperature of 1000°C or higher using the ductile cast iron and carbon steel rotor or impeller and welding rod,
Heat treatment and surface growth method of a metal workpiece, characterized in that further performing a process of processing the welded portion so that the worn portion becomes the same value as the new article.
삭제delete
KR1020180123515A 2018-10-17 2018-10-17 heat treatment and Surface propagation method of Metalwork KR102192892B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180123515A KR102192892B1 (en) 2018-10-17 2018-10-17 heat treatment and Surface propagation method of Metalwork

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180123515A KR102192892B1 (en) 2018-10-17 2018-10-17 heat treatment and Surface propagation method of Metalwork

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200043560A KR20200043560A (en) 2020-04-28
KR102192892B1 true KR102192892B1 (en) 2020-12-21

Family

ID=70456014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180123515A KR102192892B1 (en) 2018-10-17 2018-10-17 heat treatment and Surface propagation method of Metalwork

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102192892B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102313632B1 (en) 2021-02-25 2021-10-15 박찬도 Metal heat treatment processing device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012097317A (en) * 2010-11-01 2012-05-24 Fuji Electronics Industry Co Ltd High frequency quenching method and manufacturing method of product made from steel

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980085544A (en) 1997-05-29 1998-12-05 김영귀 Heat treatment method of high strength spheroidal graphite cast iron
KR101388074B1 (en) 2012-09-27 2014-04-22 현대제철 주식회사 Mrthod for heat treatment of nodular graphite cast iron workroll
KR101496315B1 (en) * 2012-12-24 2015-02-26 동명대학교산학협력단 Heat treatment method of Rotor used for water-pump of vehicle and the heat treatment device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012097317A (en) * 2010-11-01 2012-05-24 Fuji Electronics Industry Co Ltd High frequency quenching method and manufacturing method of product made from steel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102313632B1 (en) 2021-02-25 2021-10-15 박찬도 Metal heat treatment processing device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200043560A (en) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6059898A (en) Induction hardening of heat treated gear teeth
KR100303166B1 (en) Method for heat-treating a hollow cylindrical workpiece
JP5135558B2 (en) Induction hardened steel, induction hardened rough shape, method for producing the same, and induction hardened steel parts
CN104981556A (en) Soft-nitrided induction-quenched steel component
CN105002507A (en) 17CrNiMo6 material gear machining process
KR102192892B1 (en) heat treatment and Surface propagation method of Metalwork
CN107937703B (en) Preparation heat treatment process of 35CrMoV ion nitriding gear for compressor
JP4208426B2 (en) Induction hardening method and bearing parts
KR20180053150A (en) Surface treatment method using local heating and ultrasonic nanocrystal surface modification
JP5130150B2 (en) Induction hardening method and bearing parts
RU2597455C2 (en) Method for treating component such as gearwheel
WO2021206049A1 (en) Raceway ring, raceway ring manufacturing method, and rolling bearing
CN110885978B (en) Method for strengthening working belt of aluminum profile extrusion hot-working die
US10337089B2 (en) Process for producing a component made of heat-treated cast iron
JP3351860B2 (en) Crawler track bushing and method of manufacturing the same
JP2005048292A (en) Carburizing and quenching method
JPH01272719A (en) Bushing hardened to large depth and production thereof
JPH0873929A (en) Machine element part and manufacture thereof
JPH1053811A (en) Manufacture of steel member
JPH06264147A (en) Manufacture of steering rack shaft
CN106636570A (en) Heat treatment method for repairing of carburization pin bush
JP4778626B2 (en) Manufacturing method of steel parts with low heat treatment strain
KR0146882B1 (en) Post-treatment in the electro-discharge machining
JP2009270160A (en) Method for producing steel material for soft-nitriding
JPH01165725A (en) Track bushing hardened at high depth and its production

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant