KR102197601B1 - Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 텅스텐 카바이드 분말 및 니켈계 금속 분말을 포함하는 금속 분말을 포함하며, 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접을 이용하여 제조되는 초경 스페이서 제조용 금속 분말 및 초경 스페이서 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 텅스텐 카바이드 분말 50~65중량부, 코발트 분말 5~10중량부 및 니켈계 자용성 분말 25~40중량부를 포함하는 초경 스페이서 제조용 금속 분말을 제공한다.The present invention relates to a metal powder for manufacturing a carbide spacer and a method for manufacturing a carbide spacer, comprising a metal powder including tungsten carbide powder and a nickel-based metal powder, and manufactured by using Plasma Transferred Arc (PTA) growth welding. . The present invention provides a metal powder for manufacturing a carbide spacer comprising 50 to 65 parts by weight of tungsten carbide powder, 5 to 10 parts by weight of cobalt powder, and 25 to 40 parts by weight of a nickel-based self-soluble powder.

Description

텅스텐 카바이드 및 니켈계 금속을 포함하는 초경 스페이서 제조용 금속 분말 및 초경 스페이서 제조방법{Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof}TECHNICAL FIELD [0001] A method for manufacturing a carbide spacer and a metal powder for manufacturing a carbide spacer containing tungsten carbide and a nickel-based metal TECHNICAL FIELD

본 발명은 텅스텐 카바이드 및 니켈계 금속을 포함하는 초경 스페이서 제조용 금속 분말 및 초경 스페이서 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 텅스텐 카바이드 분말을 포함하는 금속 분말을 포함하며, 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접을 이용하여 제조되는 초경 스페이서 제조용 금속 분말 및 초경 스페이서 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal powder for manufacturing a carbide spacer and a method for manufacturing a carbide spacer containing tungsten carbide and a nickel-based metal, and more particularly, to a metal powder containing tungsten carbide powder, and a plasma transferred arc (Plasma Transferred Arc: PTA) It relates to a method of manufacturing a carbide spacer and a metal powder for manufacturing a carbide spacer manufactured using growth welding.

굴착기는 건설 및 토목 현장에 사용되는 중장비의 일종으로 암석 등의 강한 지반을 분쇄하거나, 지면을 굴착해서 흙과 같은 작업 대상물을 퍼 담는 용도로 널리 이용된다.An excavator is a type of heavy equipment used in construction and civil engineering sites, and is widely used for crushing strong ground such as rocks, or for digging the ground to spread work objects such as soil.

굴착기는 이송부와 운전실이 마련된 굴착기 본체와, 굴착기 본체에 결합되어 회동하는 암(Arm) 유니트와, 암 유니트의 단부에 마련되어 흙과 같은 작업 대상물을 퍼 담는 바가지 형상의 버켓을 포함한다. 버켓은 암 유니트의 단부에 착탈 가능하게 결합된다.The excavator includes an excavator body provided with a transfer unit and a cab, an arm unit coupled to the excavator body and rotating, and a gourd-shaped bucket provided at the end of the arm unit to scoop a work object such as soil. The bucket is detachably coupled to the end of the arm unit.

이때, 암 유니트(1)에 버켓(미도시)을 연결할 때에 복수의 홀(6)이 형성된 스페이서(5)를 암 유니트(1)의 결합홀(2)과 볼트 연결(7)을 해야 한다. 이를 위해서는, 암 유니트(1)와 스페이서(5) 각각에 볼트홀을 형성해야 한다. At this time, when connecting a bucket (not shown) to the female unit 1, the spacer 5 having a plurality of holes 6 formed therein should be bolted to the coupling hole 2 of the female unit 1 (7). For this, a bolt hole must be formed in each of the arm unit 1 and the spacer 5.

이물질의 유입이 많은 곳에서 사용되는 굴착기의 특성상, 상기 암 유니트(1), 스페이서(5) 및 버켓 사이에 이물질이 침투하여 비정상적인 마모가 일어나 유격이 발생할 수 있으며, 이물질이 없더라도 버켓의 운동에 따라 접동부가 마모되어 버켓이 비정상적으로 작동될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 기존의 기술(한국등록특허 제10-0956998호)에 의하면 스페이서(5)는 초경합금층을 철계모재위에 형상하기 위하여 초경합금 육성용접 피막이 탄소강 몸체에 직접 형성됨으로써, 초경합금 재질의 내마모부를 별도로 제조하기 위한 주조·소결성형 등의 공정이 불필요하고, 숙련이 요구되는 은납공정이 필요하지 않은 분말 소성공정에 의한 스페이서의 제조를 제안하고 있다.Due to the nature of the excavator used in a place where foreign substances are introduced, foreign substances penetrate between the arm unit (1), spacer (5) and the bucket, resulting in abnormal wear, which may cause clearance. The sliding part may be worn and the bucket may operate abnormally. In order to solve this problem, according to the existing technology (Korean Patent No. 10-0956998), the spacer 5 is made of a cemented carbide material by directly forming a cemented carbide build-up welding film on the carbon steel body to form a cemented carbide layer on the iron base material. It is proposed to manufacture a spacer by a powder sintering process that does not require a process such as casting or sintering to separately manufacture a wear-resistant part, and does not require a silver soldering process that requires skill.

그러나 이러한 공지의 기술은 분말 분성 공정시 분말 분배의 불균일성, 제조시 수작업에 의지하는 등 한계를 가지고 있다. 따라서 본발명에서는 기존의 기술 보다 간단하면서도 자동화가 가능한 PTA(Plasma Transfered Arc) 공정에 의한 초경 스페이서를 제시하려고 하며, 제조공정이 단순하면서도, 초경합금 육성용접 피막에 의해 우수한 내마모성 및 균일한 마모 특성을 갖는다.However, such a known technique has limitations such as non-uniformity of powder distribution during the powder powdering process and relying on manual labor during manufacture. Therefore, the present invention intends to present a carbide spacer by the PTA (Plasma Transfered Arc) process that is simpler than the existing technology and can be automated, and the manufacturing process is simple and has excellent wear resistance and uniform abrasion characteristics by the cemented carbide build-up welding film. .

한국등록특허 제10-0956998호Korean Patent Registration No. 10-0956998

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 초경 스페이서의 접동부에 내마모부를 형성하는 공정이 간단하고, 초경 스페이서를 결합하기 용이하면서도 우수한 내마모 수명을 갖는 초경 스페이서 제조용 금속 분말 및 초경 스페이서 제조방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above-described problem, the present invention is a method of manufacturing a carbide spacer and a method of manufacturing a carbide spacer having a simple process of forming a wear-resistant portion in the sliding portion of the carbide spacer, easy to combine the carbide spacer, and has excellent wear resistance. Is to provide.

상술한 문제를 해결하기 위해, 제1양태에 의한 본 발명은 텅스텐 카바이드 분말 50~65중량부, 코발트 분말 5~10중량부 및 니켈계 자용성 분말 25~40중량부를 포함하는 초경 스페이서 제조용 금속 분말을 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention according to the first aspect is a metal powder for manufacturing a carbide spacer comprising 50 to 65 parts by weight of tungsten carbide powder, 5 to 10 parts by weight of cobalt powder, and 25 to 40 parts by weight of a nickel-based self-soluble powder. Provides.

상기 니켈계 자용성 분말은 (a) 붕소(Boron) 0.5~1중량부; (b) 탄소(Carbon) 2~4중량부; (c) 크롬(Chromium) 3~5중량부; (d) 철(Iron) 0.5~1중량부; (e) 니켈(Nickel) 20~25중량부; 및 (f) 규소(Silicon) 0.5~2중량부를 포함할 수 있다.The nickel-based self-soluble powder includes (a) 0.5 to 1 part by weight of boron; (b) 2 to 4 parts by weight of carbon; (c) 3 to 5 parts by weight of chromium; (d) 0.5 to 1 part by weight of iron; (e) 20 to 25 parts by weight of nickel; And (f) 0.5 to 2 parts by weight of silicon (Silicon) may be included.

상기 금속 분말은 분말입도(FSSS)가 45~150㎛, 유동도(50g)가 11.5~12.5sec 및 겉보기 밀도가 5.8~6.3g/㎤일 수 있다.The metal powder may have a powder particle size (FSSS) of 45 to 150 μm, a flow rate (50 g) of 11.5 to 12.5 sec, and an apparent density of 5.8 to 6.3 g/cm 3.

제2양태에 의한 본 발명은 상기 금속 분말을 이용하여 제조되는 초경부를 포함하는 초경 스페이서를 제공한다.The present invention according to the second aspect provides a carbide spacer including a carbide portion manufactured using the metal powder.

상기 초경부는 텅스텐 카바이드 20~30중량부, 코발트 4~6중량부, 붕소 0.1~1중량부, 탄소 5~15중량부, 크롬 2~3중량부, 철 40~50중량부, 니켈 8~15중량부 및 규소 2~4중량부를 포함할 수 있다.The carbide part is tungsten carbide 20 to 30 parts by weight, cobalt 4 to 6 parts by weight, boron 0.1 to 1 parts by weight, carbon 5 to 15 parts by weight, chromium 2 to 3 parts by weight, iron 40 to 50 parts by weight, nickel 8 to 15 It may include parts by weight and 2 to 4 parts by weight of silicon.

상기 초경 스페이서는 굴착기 버켓용일 수 있다.The carbide spacer may be for an excavator bucket.

상기 초경 스페이서는 굴착기 암에 버켓을 결합시키기 위하여 굴착기 암에 형성된 홀에 상기 버켓을 연결시키며, 중앙부에 굴착기 암과 버켓을 연결하기 위한 홀이 형성되어 있는 원판형상이며, 상기 스페이서의 노출면에는 상기 굴착기 암에 밀착 고정되기 위한 2~10개의 고정부가 일정 간격으로 구비될 수 있다.The carbide spacer connects the bucket to a hole formed in the excavator arm in order to couple the bucket to the excavator arm, and has a disk shape in which a hole for connecting the excavator arm and the bucket is formed in the center, and the exposed surface of the spacer has the 2 to 10 fixing units to be closely fixed to the excavator arm may be provided at regular intervals.

상기 스페이서의 노출면은, 상기 금속 분말을 이용하여 상기 고정부 사이에 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정을 통해 초경부를 형성할 수 있다.The exposed surface of the spacer may form a cemented carbide portion through a plasma transferred arc (PTA) growth welding process between the fixed portions using the metal powder.

제3양태에 의한 본 발명은 굴착기 암의 일측에 고정되어 버켓과 접동하는 초경 스페이서의 제조방법에 있어서, (i) 탄소강재의 일체로 된 링 형태를 제조하는 단계; (ii) 상기 링 형태의 일면에 상기 굴착기 암과의 고정을 위한 고정부를 형성하는 단계; (iii) 상기 링 형태의 일면에 형성된 고정부의 사이에 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접을 통하여 초경부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 초경부는 상기 금속 분말을 용사재로 사용하여 플라즈마 이행 아크 육성용접으로 진행되는 것을 특징으로 하는 초경 스페이서 제조방법을 제공한다.The present invention according to a third aspect is a method of manufacturing a carbide spacer fixed to one side of an excavator arm and sliding with a bucket, comprising the steps of: (i) manufacturing an integrated ring shape of carbon steel; (ii) forming a fixing part for fixing to the excavator arm on one surface of the ring shape; (iii) forming a carbide portion through plasma transfer arc (PTA) growth welding between the fixed portions formed on one surface of the ring shape, wherein the carbide portion uses the metal powder as a thermal spraying material. It provides a method of manufacturing a carbide spacer, characterized in that proceeds by plasma transfer arc growth welding.

상기 초경부는 원하는 피막 두께가 형성되도록 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정을 1회 이상 반복적으로 수행하여 형성될 수 있다.The carbide portion may be formed by repeatedly performing a plasma transfered arc (PTA) growth welding process one or more times to form a desired film thickness.

상기 초경부는 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정 이후에, 육성용접 피막을 기계적으로 연마하여 균일한 두께를 형성할 수 있다.The cemented carbide part may form a uniform thickness by mechanically polishing the build-up welding film after the plasma transfered arc (PTA) build-up welding process.

상기 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접은 110~140A의 작업 전류 하에서 수행될 수 있다.The plasma transferred arc (PTA) growth welding may be performed under a working current of 110 ~ 140A.

본 발명의 실시예에 따르면,According to an embodiment of the present invention,

초경합금 육성용접 피막이 탄소강 몸체에 직접 형성됨으로써, 초경합금 재질의 내마모부를 별도로 제조하기 위한 주조·소결성형 등의 공정이 불필요하고, 숙련이 요구되는 은납공정이 필요하지 않아 접합과정에서 발생할 수 있는 품질 불균일성이 제거될 뿐만 아니라 자동화에 더욱 유리하다.As the cemented carbide build-up welding film is formed directly on the carbon steel body, there is no need for processes such as casting and sintering to separately manufacture the wear-resistant part of the cemented carbide material, and there is no need for a silver soldering process that requires skill, resulting in quality unevenness that can occur during the bonding process. Not only is this eliminated, it is more advantageous for automation.

본 발명의 실시예에 따른 초경 스페이서는 제조공정이 단순하면서도, 초경합금 육성용접 피막에 의해 우수한 내마모성 및 균일한 마모 특성을 갖는다.Carbide spacer according to an embodiment of the present invention has a simple manufacturing process, excellent abrasion resistance and uniform abrasion characteristics by the cemented carbide growth welding film.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴착기 암에 연결되는 초경 스페이서를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 사용된 플라즈마 이행 아크 용접기의 토치부의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 사용된 텅스텐 카바이드(WC)분말, 코발트(Co)계 자용성 분말 및 이들을 혼합한 금속 분말의 확대도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 내 마모시험 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 로크웰 경도 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 이행 아크 육성 용접이후 초경 스페이서의 사진으로 (a)는 PTA작업 완료 이후, (b)는 평면 연마 이후 및 (c)는 표면 처리 이후의 사진을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 전류 공급량에 다른 초경입자의 변화를 확대한 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 초경 스페이서의 초경부 및 초경부-모재 계면조직 사진으로, (a)는 텅스텐 카바이드 및 코발트 입자가 보존된 형태 및 기저조직 사진, (b)는 PTA공법으로 형성된 초경부-모재 계면 사진, ①은 상기 (a)에서 텅스텐 카바이드 및 코발트 입자의 확대 SEM사진, ②는 상기 (a)에서 기저조직 사진, ③은 상기 (b)에서 계면부 확대 SEM사진을 각각 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 초경 스페이서를 굴착기암에 실제로 적용한 사진이다.
1 is an exploded perspective view showing a carbide spacer connected to an excavator arm according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 schematically shows the structure of the torch portion of the plasma transfer arc welding machine used in an embodiment of the present invention.
3 shows an enlarged view of tungsten carbide (WC) powder, cobalt (Co)-based non-soluble powder, and a metal powder obtained by mixing them used in an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the wear test results according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the Rockwell hardness test results according to an embodiment of the present invention.
6 is a photograph of a carbide spacer after plasma transition arc buildup welding according to an embodiment of the present invention. (a) is after the PTA work is completed, (b) is after plane polishing, and (c) is after surface treatment. will be.
7 is an enlarged photograph of a change in cemented carbide particles different from the current supply amount according to an embodiment of the present invention.
8 is a picture of the cemented carbide spacer according to an embodiment of the present invention and a picture of the cemented carbide part-base material interfacial structure, (a) is a photograph of the shape and base structure in which tungsten carbide and cobalt particles are preserved, and (b) is a PTA method. A photo of the cemented carbide-base material interface formed by, ① is an enlarged SEM photo of tungsten carbide and cobalt particles in (a), ② is a photo of the base structure in (a), and ③ is an enlarged SEM photo of the interface in (b) Each is shown.
9 is a photograph of an actual application of a carbide spacer according to an embodiment of the present invention to an excavator arm.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is intended to illustrate specific embodiments and to be described in detail in the detailed description, since various transformations can be applied and various embodiments can be provided. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as include or have are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination of them described in the specification, and one or more other features, numbers, and steps. It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of, operations, components, parts or combinations thereof.

본 발명은 텅스텐 카바이드 분말 50~65중량부, 코발트 분말 5~10중량부 및 니켈계 자용성 분말 25~40중량부를 포함하는 초경 스페이서 제조용 금속 분말에 관한 것이다. The present invention relates to a metal powder for manufacturing a carbide spacer comprising 50 to 65 parts by weight of tungsten carbide powder, 5 to 10 parts by weight of cobalt powder, and 25 to 40 parts by weight of a nickel-based self-soluble powder.

텅스텐 카바이드는 대단히 높은 강도를 가지고 있어 기계공구, 전차용 철갑탄, 볼펜촉 등의 제작에 사용된다. 하지만 텅스텐 카바이드는 취성이 높고 용융점이 매우 높아 직접 주물 또는 단조 등의 과정을 거쳐 일정형상으로 제작하는 것은 불가능에 가깝다. 따라서 코발트 또는 니켈을 기재로 소결시켜 사용하고 있다. 본 발명에서 사용되는 텅스텐 카바이드는 99중량%이상의 순도를 가지고 있으며, 분말입도(FSSS) 45~150㎛, 유동도(50g) 9~10sec, 겉보기 밀도 7.3~7.4g/㎤의 물성을 가지는 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 텅스텐 카바이드의 순도가 99중량% 미만인 경우 원하는 강도가 나타나지 않으며, 상기 물성을 벗어나는 텅스텐 카바이드를 사용하는 경우에도 제작되는 초경 스페이서의 강도가 떨어질 수 있다.Tungsten carbide has a very high strength and is used in the manufacture of machine tools, armored shells for tanks, and ballpoint pen nibs. However, tungsten carbide has a high brittleness and a very high melting point, so it is almost impossible to manufacture it in a certain shape through a process such as casting or forging directly. Therefore, cobalt or nickel is used by sintering as a substrate. The tungsten carbide used in the present invention has a purity of 99% by weight or more, and has a powder particle size (FSSS) of 45 to 150 µm, a flow rate (50 g) of 9 to 10 sec, and an apparent density of 7.3 to 7.4 g/cm 3 It is preferable to use. When the purity of tungsten carbide is less than 99% by weight, the desired strength does not appear, and even when tungsten carbide outside of the above properties is used, the strength of the manufactured carbide spacer may decrease.

상기 초경 스페이서 제조용 금속 분말은 니켈계 자용성 분말 25~40중량부를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 니켈계 자용성 분말은 (a) 붕소(Boron) 0.5~1중량부; (b) 탄소(Carbon) 2~4중량부; (c) 크롬(Chromium) 3~5중량부; (d) 철(Iron) 0.5~1중량부; (e) 니켈(Nickel) 20~25중량부; 및 (f) 규소(Silicon) 0.5~2중량부를 포함할 수 있다.The metal powder for manufacturing the carbide spacer may additionally include 25 to 40 parts by weight of the nickel-based self-soluble powder, and the nickel-based self-soluble powder may include (a) 0.5 to 1 parts by weight of boron; (b) 2 to 4 parts by weight of carbon; (c) 3 to 5 parts by weight of chromium; (d) 0.5 to 1 part by weight of iron; (e) 20 to 25 parts by weight of nickel; And (f) 0.5 to 2 parts by weight of silicon (Silicon) may be included.

니켈은 20중량부 미만인 경우 결합재로서의 역할을 수행하지 못하며 조직 내 기공이 많아져 강도가 저하되는 등의 문제가 발생하고, 25중량부 초과의 경우에는 반대로 결합재가 텅스텐 카바이드보다 많아지므로 경도 저하 현상이 발생한다. 크롬은 경도 향상과 내식성 증가의 역할로서 첨가되고 상기의 범위를 벗어나면 그 역할을 수행하지 못한다. 붕소는 자용성 분말이 용융되어 텅스텐 카바이드를 감싸는데 용이하도록 젖음성 향상의 효과를 부여하며, 0.5중량부보다 적으면 젖음성 향상 효과가 크게 낮고, 1중량부보다 많으면 파괴 저항이 저하되어 강도가 크게 낮아진다. 규소는 니켈과의 고용체를 형성하여 용융점을 낮추며, 0.5중량부보다 적으면 용융점 저하의 효과가 없거나 작고, 2중량부보다 많으면 초경층의 강도가 크게 저하된다.If the amount of nickel is less than 20 parts by weight, it cannot function as a binder, and there are problems such as a decrease in strength due to the large number of pores in the tissue.If the amount of nickel is more than 25 parts by weight, on the contrary, since the binder is more than tungsten carbide, the hardness decreases. Occurs. Chromium is added as a role of improving hardness and increasing corrosion resistance, and does not perform its role outside the above range. Boron gives the effect of improving the wettability so that it is easy to wrap the tungsten carbide by melting the self-soluble powder.If it is less than 0.5 parts by weight, the effect of improving the wettability is greatly low, and if it is more than 1 part by weight, the fracture resistance decreases and the strength is greatly reduced. . Silicon forms a solid solution with nickel to lower the melting point, and when it is less than 0.5 parts by weight, there is no effect of lowering the melting point or is small, and when it is more than 2 parts by weight, the strength of the cemented carbide layer is greatly reduced.

상기 코발트 분말 및 니켈계 자용성 분말은 용융되어 매트릭스를 형성하며, 내부에 텅스텐 카바이드 분말을 포함할 수 있다. 이때 상기 코발트 분말 및 니켈계 자용성 분말은 분말입도(FSSS) 45~150㎛, 유동도(50g) 15~16sec, 겉보기 밀도 4.3~4.4g/㎤의 물성을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 물성을 벗어난 코발트 분말 및 니켈계 자용성 분말을 사용하는 경우 매트릭스의 형성이 제대로 되지 않거나 매트릭스 상에 텅스텐 카바이드의 분산이 원활하지 못하여 초경 스페이서의 강도가 떨어질 수 있다.The cobalt powder and the nickel-based non-soluble powder are melted to form a matrix, and may include tungsten carbide powder therein. At this time, it is preferable to use the cobalt powder and the nickel-based non-soluble powder having physical properties having a powder particle size (FSSS) of 45 to 150 μm, a flow rate (50 g) of 15 to 16 sec, and an apparent density of 4.3 to 4.4 g/cm 3. When using cobalt powder and nickel-based non-soluble powder outside of the above properties, the strength of the carbide spacer may be degraded because the matrix is not formed properly or tungsten carbide is not dispersed smoothly on the matrix.

또한 상기 금속 분말은 분말입도(FSSS)가 45~150㎛, 유동도(50g)가 11.5~12.5sec 및 겉보기 밀도가 5.8~6.3g/㎤일 수 있다. 상기 금속 분말은 상기 텅스텐 카바이드 분말, 코발트 분말 및 니켈계 자용성 분말의 혼합으로 구성되므로 상기와 같은 물성을 가지는 것이 바람직하다.In addition, the metal powder may have a powder particle size (FSSS) of 45 to 150 μm, a fluidity (50 g) of 11.5 to 12.5 sec, and an apparent density of 5.8 to 6.3 g/cm 3. Since the metal powder is composed of a mixture of the tungsten carbide powder, cobalt powder, and nickel-based non-soluble powder, it is preferable to have the above physical properties.

제2양태에 의한 본 발명은 금속 분말을 이용하여 제조되는 초경을 포함하는 초경 스페이서에 관한 것이다.The present invention according to the second aspect relates to a carbide spacer comprising a carbide produced using a metal powder.

상기 초경 스페이서는 굴착기 버켓용 초경 스페이서일 수 있다.The carbide spacer may be a carbide spacer for an excavator bucket.

상기 초경 스페이서는 텅스텐 카바이드, 코발트 및 니켈계 자용성 분말로 구성되는 금속 분말을 이용하여 제조될 수 있으며 이때 상기 금속 분말은 텅스텐 카바이드 분말 50~65중량부, 코발트 분말 5~10중량부 및 니켈계 자용성 분말 25~40중량부를 포함할 수 있다. 아울러 상기와 같은 텅스텐 카바이드 및 코발트로 구성되는 금속 분말을 이용하여 제조되는 경우 상기 초경 스페이서는 텅스텐 카바이드 20~30중량부, 코발트 4~6중량부, 붕소 0.1~1중량부, 탄소 5~15중량부, 크롬 2~3중량부, 철 40~50중량부, 니켈 8~15중량부 및 규소 2~4중량부를 포함할 수 있다. The carbide spacer may be manufactured using a metal powder composed of tungsten carbide, cobalt, and nickel-based non-soluble powder, wherein the metal powder is 50 to 65 parts by weight of tungsten carbide powder, 5 to 10 parts by weight of cobalt powder, and nickel-based It may contain 25 to 40 parts by weight of self-soluble powder. In addition, when manufactured using a metal powder composed of tungsten carbide and cobalt as described above, the carbide spacer includes 20 to 30 parts by weight of tungsten carbide, 4 to 6 parts by weight of cobalt, 0.1 to 1 part by weight of boron, and 5 to 15 parts by weight of carbon. Parts, 2 to 3 parts by weight of chromium, 40 to 50 parts by weight of iron, 8 to 15 parts by weight of nickel, and 2 to 4 parts by weight of silicon.

상기 초경 스페이서(5)는 굴착기 암(1)에 버켓을 결합하기 위하여 굴착기 암에 형성된 홀 부(4)에 상기 버켓을 연결시키며, 중앙부에 굴착기 암(1)과 버켓을 연결하기 위한 홀이 형성되어 있는 원판형상이며, 상기 스페이서의 노출면에는 상기 굴착기 암(1)에 밀착 고정되기 위한 2~10개의 고정부(6)가 일정 간격으로 구비될 수 있다.The carbide spacer 5 connects the bucket to the hole part 4 formed in the excavator arm to couple the bucket to the excavator arm 1, and a hole for connecting the excavator arm 1 and the bucket is formed in the center. It has a disk shape and may be provided with 2 to 10 fixing parts 6 at regular intervals to be closely fixed to the excavator arm 1 on the exposed surface of the spacer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초경 스페이서 및 굴착기 암의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a carbide spacer and an excavator arm according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따르는 초경 스페이서(5)는 탄소강재의 일체로 제조된 링 형태이며, 주조공정 및 추가적인 기계가공을 통하여 제조될 수 있다. 높은 수준의 경도와 내마모도가 요구되는 탄소강재 초경 스페이서(5)의 접동부에는 내구성이 우수한 금속 분말을 용가재로 사용하여 플라즈마 이행 아크 육성용접피막을 형성함으로써 내마모성을 부여한다.Carbide spacer 5 according to an embodiment of the present invention is in the form of a ring made integrally of carbon steel, and can be manufactured through a casting process and additional machining. Abrasion resistance is imparted to the sliding portion of the carbon steel carbide spacer 5, which requires a high level of hardness and abrasion resistance, by forming a plasma transfer arc build-up welding film using metal powder having excellent durability as a filler material.

도 1을 참조하여 설명하면 본 발명의 실시예에 따른 초경 스페이서는 원판형상으로 제조될 수 있으며, 중앙부에 굴착기 암(1)과 버켓을 연결하기 위한 홀이 구비될 수 있다. 또한 상기 굴착기 암(1)에는 상기 초경 스페이서(5)가 양쪽으로 2개 구비될 수 있으며, 상기 굴착기 암(1)과 버켓은 핀(pin)으로 고정될 수 있다(도 13 참조). 또한 상기 초경 스페이서(5)는 굴착기 암과 접촉되는 부분인 비노출면과 버켓과 접촉되는 부분인 노출면으로 구성될 수 있으며, 상기 노출면에는 상기 굴착기 암에 밀착 고정되기 위한 2~10개, 바람직하게는 4~8개, 더욱 바람직하게는 6개의 고정부(6)가 일정간격으로 구비될 수 있다. 상기 고정부가 2개 미만인 경우 상기 초경 스페이서(5)의 고정이 원활하기 못하여 작업 중 이탈될 수 있으며, 10개를 초과하여 구비하는 경우 상기 고정부(6) 사이에 형성되는 초경부의 면적이 줄어들어 초경 스페이서의 강도가 떨어질 수 있다.Referring to FIG. 1, the carbide spacer according to the embodiment of the present invention may be manufactured in a disk shape, and a hole for connecting the excavator arm 1 and the bucket may be provided in the center. In addition, two carbide spacers 5 may be provided on both sides of the excavator arm 1, and the excavator arm 1 and the bucket may be fixed with pins (see FIG. 13 ). In addition, the carbide spacer 5 may be composed of a non-exposed surface, which is a part in contact with the excavator arm, and an exposed surface, which is a part in contact with the bucket, and 2 to 10, preferably, to be closely fixed to the excavator arm on the exposed surface. For example, 4 to 8, more preferably 6 fixing parts 6 may be provided at regular intervals. If there are less than two fixing parts, the cemented carbide spacer 5 may not be smoothly fixed and may be separated during operation. If more than 10 are provided, the area of the carbide parts formed between the fixing parts 6 is reduced. The strength of the carbide spacer may decrease.

상기 스페이서의 노출면은, 상기 금속 분말을 이용하여 상기 고정부 사이에 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정을 통해 초경부를 형성할 수 있다.The exposed surface of the spacer may form a cemented carbide portion through a plasma transferred arc (PTA) growth welding process between the fixed portions using the metal powder.

플라즈마 이행 아크 육성용접 공정 중에, 용가재인 초경 분말은 불활성 기체 분위기에서 플라즈마 토치로 이송되어 직접 아크로 분출되면서 용해되고, 모재의 표면에 용융결합을 이루게 된다(도 2 참조). 플라즈마 이행 아크 육성용접은 초경 분말의 합성이 용이하고, 비교적 두꺼운 육성용접 피막을 형성할 수 있으며, 낮은 비용, 높은 입열량, 높은 용착효율, 쉬운 작업성을 가지는 등의 장점이 있다.During the plasma transfer arc build-up welding process, the carbide powder, which is a filler material, is transferred to a plasma torch in an inert gas atmosphere and is melted while being ejected by an arc directly, forming a melt bond on the surface of the base material (see FIG. 2). Plasma transfer arc buildup welding has advantages such as easy synthesis of cemented carbide powder, formation of a relatively thick buildup welding film, low cost, high heat input, high welding efficiency, and easy workability.

이때, 플라즈마 이행 아크 육성용접에 의하여 용접피막을 형성할 때, 용접피막면의 평활함을 이루고, 용접계면에서의 균열을 방지하기 위하여, 용접피막은 모재의 대상면에 1회의 용접이송공정에 의하여 형성되는 것이 바람직하다. 하지만 2종 이상의 육성용접 피막을 적층하여 사용하거나, 피막의 두께가 두꺼운 육성용접 피막이 필요한 경우 2회 이상 플라즈마 이행 아크 육성용접을 반복하여 수행할 수도 있다.At this time, when forming the welding film by plasma transfer arc build-up welding, in order to achieve smoothness of the welding film surface and prevent cracking at the welding interface, the welding film is applied to the target surface of the base material by one welding transfer process. It is preferably formed. However, when two or more types of build-up welding films are stacked and used, or if a thick build-up welding film with a thick film is required, the plasma transfer arc build-up welding may be repeated two or more times.

형성되는 용접피막의 최소두께는 충분한 내마모수명을 획득하기 위하여 0.5㎜ 이상이 바람직하다. 용접피막의 최대두께는 1회의 플라즈마 이행 아크 육성용접에 의하여 달성할 수 있는 두께로 제한되는 것이 바람직하며, 용접피막의 내구도 및 용접공정의 용이함을 고려할 때, 용접피막의 최대두께는 6㎜로 제한하는 것이 바람직하다.The minimum thickness of the formed welding film is preferably 0.5 mm or more in order to obtain a sufficient wear resistance life. The maximum thickness of the welding film is preferably limited to the thickness that can be achieved by one plasma transfer arc welding. Considering the durability of the welding film and the ease of the welding process, the maximum thickness of the welding film is limited to 6 mm. It is desirable to do.

한편 이때 사용되는 초경 분말(금속 분말)은 텅스텐 카바이드 분말 50~65중량부, 코발트 분말 5~10중량부 및 니켈계 자용성 분말 25~40중량부를 포함할 수 있으며 이는 위에서 살펴본 바와 같다.Meanwhile, the carbide powder (metal powder) used at this time may include 50 to 65 parts by weight of tungsten carbide powder, 5 to 10 parts by weight of cobalt powder, and 25 to 40 parts by weight of the nickel-based self-soluble powder, as described above.

상기와 같이 용접피막을 형성한 후, 접동면의 평활화 및 치수 정도를 위하여 추가적인 연삭과정을 진행할 수 있다(도 6).After forming the welding film as described above, an additional grinding process may be performed for smoothing and dimensional accuracy of the sliding surface (FIG. 6).

제3양태에 의한 본 발명은 굴착기 암의 일측에 고정되어 버켓과 접동하는 초경 스페이서의 제조방법에 있어서, (i) 탄소강재의 일체로 된 링 형태를 제조하는 단계; (ii) 상기 링 형태의 일면에 상기 굴착기 암과의 고정을 위한 고정부를 형성하는 단계; (iii) 상기 링 형태의 일면에 형성된 고정부의 사이에 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접을 통하여 초경부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 초경부는 상기 금속 분말을 용사재로 사용하여 플라즈마 이행 아크 육성용접으로 진행되는 것을 특징으로 하는 초경 스페이서 제조방법에 관한 것이다.The present invention according to a third aspect is a method of manufacturing a carbide spacer fixed to one side of an excavator arm and sliding with a bucket, comprising the steps of: (i) manufacturing an integrated ring shape of carbon steel; (ii) forming a fixing part for fixing to the excavator arm on one surface of the ring shape; (iii) forming a carbide portion through plasma transfer arc (PTA) growth welding between the fixed portions formed on one surface of the ring shape, wherein the carbide portion uses the metal powder as a thermal spraying material. It relates to a method of manufacturing a carbide spacer, characterized in that proceeds by plasma transfer arc growth welding.

상기 초경부는 원하는 피막 두께가 형성되도록 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정을 1회 이상 반복적으로 수행하여 형성될 수 있다.The carbide portion may be formed by repeatedly performing a plasma transfered arc (PTA) growth welding process one or more times to form a desired film thickness.

상기 초경부는 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정 이후에, 육성용접 피막을 기계적으로 연마하여 평활한 면과 균일한 두께를 형성할 수 있다.The cemented carbide part may be mechanically polished to form a smooth surface and a uniform thickness after a plasma transferred arc (PTA) growth welding process.

상기 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접은 110~140A의 작업 전류하에서 수행될 수 있다. 상기 플라즈마 이행 아크 용접에서 공급되는 전류량은 플라즈마의 발생량 및 용접의 온도를 결정하는 주요 요인이다. 본 발명에서 작업 전류가 110A미만인 경우 코발트 분말 및 니켈계 자용성 분말의 용융이 원활하지 않아 텅스텐 카바이드와 코발트 분말 및 니켈계 자용성 분말의 분리가 일어나며, 140A를 초과하는 전류가 공급되는 경우 텅스텐 카바이드 입자가 용융되거나 재석출되어 강도가 낮아질 수 있다.The plasma transferred arc (PTA) growth welding may be performed under a working current of 110 ~ 140A. The amount of current supplied in the plasma shift arc welding is a major factor determining the amount of plasma generated and the temperature of the welding. In the present invention, when the working current is less than 110A, the melting of the cobalt powder and the nickel-based non-soluble powder is not smooth, so that the tungsten carbide and the cobalt powder and the nickel-based non-soluble powder are separated, and when a current exceeding 140A is supplied, tungsten carbide The particles may melt or re-precipitate, resulting in lower strength.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or a known configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, certain features presented in the drawings are enlarged or reduced or simplified for ease of description, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

실시예 1Example 1

99중량%의 순도를 가지는 99중량%의 순도를 가지는 텅스텐 카바이드 58.9중량%, 코발트 8.4중량%와 붕소 0.8중량%, 탄소 2.9중량%, 크롬 4.2중량%, 철 0.8 중량%, 니켈 22.9중량%, 규소 1.1중량%로 구성되는 니켈계 자용성 분말 32.7중량%을 혼합하여 금속 분말을 제조하였다.Tungsten carbide having a purity of 99% by weight, 58.9% by weight of tungsten carbide with a purity of 99% by weight, 8.4% by weight of cobalt and 0.8% by weight of boron, 2.9% by weight of carbon, 4.2% by weight of chromium, 0.8% by weight of iron, 22.9% by weight of nickel, A metal powder was prepared by mixing 32.7% by weight of a nickel-based non-soluble powder composed of 1.1% by weight of silicon.

초경 스페이서 베이스에 상기 금속 분말을 플라즈마 이행 아크 육성 공법을 이용하여 접동부의 접동면에 5mm의 두께로 육성용접 피막을 형성하였다. 이때 작업 전류는 120A로 수행하였다. 육성용접 피막을 형성한 다음, 평면연마를 통하여 초경 스페이서를 제작하였다.The metal powder was applied to a cemented carbide spacer base using a plasma transfer arc growing method to form a build-up welding film with a thickness of 5 mm on the sliding surface of the sliding portion. At this time, the working current was performed at 120A. After forming the build-up welding film, a carbide spacer was fabricated through plane polishing.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서 작업 전류를 140A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.Except for using the working current of 140A in Example 1, the same was carried out.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1에서 텅스텐 카바이드를 60중량% 니켈계 자용성 분말을 40중량%를 사용하였으며 작업 전류를 110A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실험을 실시하였다.The experiment was carried out in the same manner as in Example 1 except that 60% by weight of tungsten carbide and 40% by weight of nickel-based self-soluble powder were used, and a working current was used at 110A.

실시예 4Example 4

상기 실시예 3에서 작업 전류를 140A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.The same was carried out except that the working current was used at 140A in Example 3.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 작업 전류를 100A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1 except that the working current was used at 100A.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 1에서 작업 전류를 160A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1 except that the working current was used as 160A.

비교예 3Comparative Example 3

상기 실시예 1에서 작업 전류를 180A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1 except that the working current was used at 180A.

실험예1Experimental Example 1

상기 실시예 1~4에서 제작된 초경 스페이서를 이용하여 ASTM G65-B에 나타나 있는 방법으로 내마모시험을 실시하였다.Abrasion resistance test was conducted by the method shown in ASTM G65-B using the carbide spacers prepared in Examples 1 to 4 above.

실험전(g)Before experiment (g) 실험후(g)After experiment (g) 편차Deviation 마모량(㎣)Abrasion amount (㎣) 실시예1Example 1 212.0873212.0873 212.0454212.0454 0.04190.0419 4.484.48 실시예2Example 2 217.0936217.0936 217.0191217.0191 0.07450.0745 7.967.96 실시예3Example 3 212.8780212.8780 212.6289212.6289 0.24910.2491 25.8725.87 실시예4Example 4 212.8011212.8011 212.4261212.4261 0.37500.3750 38.9438.94

상기 표 1 및 도 4에 나타난 바와 같이 텅스텐 카바이드 58.9중량%, 코발트 8.4중량%, 붕소 0.8중량%, 탄소 2.9중량%, 크롬 4.2중량%, 철 0.8중량%, 니켈 22.9중량%, 규소 1.1중량%를 혼합한 금속 분말을 이용하며, 120A의 전류를 공급하여 플라즈마 이행 아크 육성 공법을 이용한 초경 스페이서의 내구성이 가장 높은 것으로 나타났다.As shown in Table 1 and 4, tungsten carbide 58.9% by weight, cobalt 8.4% by weight, boron 0.8% by weight, carbon 2.9% by weight, chromium 4.2% by weight, iron 0.8% by weight, nickel 22.9% by weight, silicon 1.1% by weight It was found that the durability of the carbide spacer using the plasma transition arc growth method was the highest by using the mixed metal powder and supplying a current of 120A.

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예 1~4에서 제작된 초경 스페이서를 이용하여 로크웰 경도를 특정하였다. 로크웰 경도의 특정은 대경테크사의 DTR-200N을 이용하여 수행하였으며, 표면 가공이 완료된 시편을 이용하여 각 7회 측정 이후 최소 및 최대값을 제외한 5회의 평균값을 계산하여 측정하였다.Rockwell hardness was specified using the carbide spacers prepared in Examples 1 to 4. The rockwell hardness was specified using DTR-200N of Daekyung Tech Co., Ltd., and measured by calculating the average value of 5 times excluding the minimum and maximum values after each 7 measurements using a specimen with surface processing completed.

1One 22 33 44 55 평균Average 실시예1Example 1 83.783.7 84.484.4 83.783.7 83.583.5 846846 84.1884.18 실시예2Example 2 81.881.8 82.682.6 81.781.7 81.181.1 83.183.1 82.0382.03 실시예3Example 3 83.083.0 82.882.8 83.083.0 82.182.1 83.483.4 82.8682.86 실시예4Example 4 79.279.2 79.779.7 79.679.6 80.180.1 79.279.2 79.5679.56

표 2 및 도 5에 나타난 바와 같이 텅스텐 카바이드 58.9중량%, 코발트 8.4중량%, 붕소 0.8중량%, 탄소 2.9중량%, 크롬 4.2중량%, 철 0.8중량%, 니켈 22.9중량%, 규소 1.1중량%를 이용하며, 120A의 전류를 공급하여 플라즈마 이행 아크 육성 공법을 이용한 초경 스페이서의 경도가 가장 높은 것으로 나타났다.As shown in Table 2 and 5, tungsten carbide 58.9% by weight, cobalt 8.4% by weight, boron 0.8% by weight, carbon 2.9% by weight, chromium 4.2% by weight, iron 0.8% by weight, nickel 22.9% by weight, silicon 1.1% by weight It was found that the hardness of the carbide spacer using the plasma transition arc growth method was the highest by supplying a current of 120A.

실험예 3Experimental Example 3

상기 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제작된 초경 스페이서를 이용하여 단면 조직을 측정하였다. 도 11에 나타난 바와 같이 전류를 100A로 공급한 비교예 1의 경우 코발트 분말 및 니켈계 자용성 분말에 의하여 제작되는 매트릭스 부분과 텅스텐 카바이드가 분리되는 현상이 나타났으며, 전류를 160A이상 공급하는 경우에는 높은 열량으로 인하여 텅스텐 카바이드가 용융되거나 재석출되는 등의 화학적 변화가 일어나는 것을 확인할 수 있었다.The cross-sectional structure was measured using the carbide spacers prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. As shown in FIG. 11, in the case of Comparative Example 1 in which a current was supplied at 100A, a phenomenon in which tungsten carbide was separated from the matrix portion produced by cobalt powder and nickel-based non-soluble powder was observed, and when a current was supplied over 160A It was confirmed that chemical changes such as melting or re-precipitation of tungsten carbide occurred due to a high amount of heat.

실험예 4Experimental Example 4

상시 실시예 1 및 실시예 3에서 제조된 초경 스페이서의 초경부의 조성비를 조사하였다. 측정된 조성비는 표 3에 나타내었다.The composition ratio of the carbide portions of the carbide spacers prepared in Examples 1 and 3 were always investigated. The measured composition ratio is shown in Table 3.

원소element 실시예 1(중량%)Example 1 (% by weight) 텅스텐tungsten 23.023.0 코발트cobalt 4.84.8 붕소boron 0.30.3 탄소carbon 9.29.2 크롬chrome 2.42.4 iron 46.246.2 니켈nickel 11.311.3 규소silicon 2.82.8 합계Sum 100100

표 3에 나타난 바와 같이, 초경부의 조성비는 금속 분말의 조성비에 비하여 탄소 및 철의 함량이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 플라즈마 이행 아크 육성 공법에 의하여 베이스인 철과의 결합이 이루어진 결과 철의 함량이 높아졌다. 이를 통하여 본 발명에 의한 금속 분말은 플라즈마 이행 아크 육성 공법에 의하여 베이스와 강력하게 결합되는 것을 확인할 수 있다. 또한 도 12에 나타난 바와 같이, 적절한 플라즈마 이행 아크 육성용접 공법을 사용하는 경우(도 8의 b, ②, ③) 철과의 계면에서 용융된 기저층에 텅스텐 카바이드, 코발트 및 니켈계 자용성 입자가 고루 분포하며, 입자 성장이 억제된 텅스텐 카바이드로 인하여 높은 경도 및 내마모 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 3, it was confirmed that the content of carbon and iron was increased in the composition ratio of the carbide portion compared to the composition ratio of the metal powder. This resulted in a higher iron content as a result of bonding with iron as the base by the plasma transfer arc growth method. Through this, it can be confirmed that the metal powder according to the present invention is strongly combined with the base by the plasma transfer arc growth method. In addition, as shown in FIG. 12, when an appropriate plasma transfer arc-growth welding method is used (b, ②, and ③ in FIG. 8), tungsten carbide, cobalt, and nickel-based self-soluble particles are evenly distributed in the molten base layer at the interface with iron. It can be seen that the tungsten carbide is distributed and has high hardness and wear resistance due to the suppressed grain growth.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above, specific parts of the present invention have been described in detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that these specific techniques are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. will be. Accordingly, it will be said that the substantial scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

1 : 굴착기 암 2 : 굴착기 암내 고정부
3 : 핀 삽입부 4 : 홀부
5 : 초경 스페이서 6 : 고정부
1: excavator arm 2: fixed part in the excavator arm
3: pin insertion part 4: hole part
5: carbide spacer 6: fixing part

Claims (12)

텅스텐 카바이드 분말 50~65중량%, 코발트 분말 5~10중량%, 및 니켈계 자용성 분말을 포함하고,
상기 니켈계 자용성 분말은
(a) 붕소(Boron) 0.5 내지 1 중량%;
(b) 탄소(Carbon) 2 내지 4 중량%;
(c) 크롬(Chromium) 3 중량% 이상 5중량% 미만;
(d) 철(Iron) 0.5 내지 1 중량%;
(e) 니켈(Nickel) 20 내지 25 중량%; 및
(f) 규소(Silicon) 0.5 내지 2 중량%;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초경 스페이서 제조용 금속 분말.
50 to 65% by weight of tungsten carbide powder, 5 to 10% by weight of cobalt powder, and a nickel-based non-soluble powder,
The nickel-based self-soluble powder
(a) 0.5 to 1% by weight of boron;
(b) 2 to 4% by weight of carbon;
(c) 3% by weight or more and less than 5% by weight of chromium;
(d) 0.5 to 1% by weight of iron;
(e) 20 to 25% by weight of nickel; And
(f) 0.5 to 2% by weight of silicon;
Metal powder for manufacturing a carbide spacer, characterized in that it comprises a.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 금속 분말은 분말입도(FSSS)가 45~150㎛, 유동도(50g)가 11.5~12.5sec 및 겉보기 밀도가 5.8~6.3g/㎤인 것을 특징으로 하는 금속 분말.
The method of claim 1,
The metal powder has a powder particle size (FSSS) of 45 to 150 μm, a fluidity (50 g) of 11.5 to 12.5 sec, and an apparent density of 5.8 to 6.3 g/cm 3.
제1항 또는 제3항의 금속 분말을 이용하여 제조되는 초경부를 포함하는 초경 스페이서.
Carbide spacer comprising a carbide portion manufactured using the metal powder of claim 1 or 3.
제4항에 있어서,
상기 초경 스페이서는 굴착기 버켓용인 것을 특징으로 하는 초경 스페이서.
The method of claim 4,
The carbide spacer is a carbide spacer, characterized in that for the excavator bucket.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 초경 스페이서는 굴착기 암에 버켓을 결합시키기 위하여 굴착기 암에 형성된 홀에 상기 버켓을 연결시키며,
중앙부에 굴착기 암과 버켓을 연결하기 위한 홀이 형성되어 있는 원판형상이며,
상기 스페이서의 노출면에는 상기 굴착기 암에 밀착 고정되기 위한 2~10개의 고정부가 일정간격으로 구비된 것으로 특징으로 하는 초경 스페이서.
The method of claim 5,
The carbide spacer connects the bucket to a hole formed in the excavator arm in order to couple the bucket to the excavator arm,
It is a disk shape with a hole for connecting the excavator arm and the bucket in the center.
Carbide spacer, characterized in that the exposed surface of the spacer is provided with 2 to 10 fixing portions to be closely fixed to the excavator arm at regular intervals.
제7항에 있어서,
상기 스페이서의 노출면은,
제1항 또는 제3항의 금속 분말을 이용하여 상기 고정부 사이에 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정을 통해 초경부를 형성하는 것을 특징으로 하는 초경 스페이서.
The method of claim 7,
The exposed surface of the spacer,
Carbide spacer, characterized in that the cemented carbide portion is formed by using the metal powder of claim 1 or 3 through a plasma transferred arc (PTA) growing welding process between the fixed portions.
굴착기 암의 일측에 고정되어 버켓과 접동하는 초경 스페이서의 제조방법에 있어서,
(i) 탄소강재의 일체로 된 링 형태를 제조하는 단계;
(ii) 상기 링 형태의 일면에 상기 굴착기 암과의 고정을 위한 고정부를 형성하는 단계;
(iii) 상기 링 형태의 일면에 형성된 고정부의 사이에 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접을 통하여 초경부를 형성하는 단계를 포함하며,
상기 초경부는 제1항 또는 제3항의 금속 분말을 용사재로 사용하여 플라즈마 이행 아크 육성용접으로 진행되는 것이고,
상기 플라즈마 이행 아크 육성용접은 110~140A의 작업 전류 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 초경 스페이서 제조방법.
In the method of manufacturing a carbide spacer fixed to one side of the excavator arm and sliding with the bucket,
(i) manufacturing an integrated ring shape of carbon steel;
(ii) forming a fixing part for fixing with the excavator arm on one surface of the ring shape;
(iii) forming a carbide portion through plasma transfered arc (PTA) growth welding between the fixed portions formed on one surface of the ring shape,
The cemented carbide part is performed by plasma transfer arc growth welding using the metal powder of claim 1 or 3 as a thermal spraying material,
Carbide spacer manufacturing method, characterized in that the plasma transition arc growth welding is performed under a working current of 110 ~ 140A.
제9항에 있어서,
상기 초경부는 원하는 피막 두께가 형성되도록 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정을 1회 이상 반복적으로 수행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 초경 스페이서 제조방법.
The method of claim 9,
The carbide spacer manufacturing method, characterized in that formed by repeatedly performing a plasma transfered arc (PTA) growth welding process one or more times so that a desired film thickness is formed.
제9항에 있어서,
상기 초경부는 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정 이후에, 육성용접 피막을 기계적으로 연마하여 평활한 초경면과 균일한 두께를 형성되는 것을 특징으로 하는 초경 스페이서 제조방법.
The method of claim 9,
The cemented carbide spacer manufacturing method, characterized in that after the plasma transferred arc (PTA) build-up welding process, the build-up welding film is mechanically polished to form a smooth ultra-mirror surface and a uniform thickness.
삭제delete
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