KR20050046529A - A hydraulic breaker housing, having hydraulic breaker and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
개시된 유압 브레이커 하우징은, 각각 중공이 형성된 백헤드와, 실린더 및 프론트헤드를 포함하며, 이들 중 적어도 하나가 오스템퍼드 구상흑연주철의 주조물인 것을 특징으로 한다. 이러한 유압 브레이크 하우징은, 주요부를 주조로 만들기 때문에 제품이 가벼울 뿐만 아니라 까다로운 단조가공을 할 필요가 없어져서 생산비용을 획기적으로 절감시킬 수 있으며, 특히 오스템퍼드 구상흑연주철을 주물소재로 사용하므로써 인장강도와 내마모성을 상당히 향상시킬 수 있다. The disclosed hydraulic breaker housings each comprise a hollow backhead, a cylinder and a fronthead, wherein at least one of them is a casting of Ostemperite nodular cast iron. Since the hydraulic brake housing is made of casted main parts, the product is not only lighter but also eliminates the need for difficult forging, thereby significantly reducing the production cost, and in particular, the tensile strength and Wear resistance can be significantly improved.
Description
본 발명은 유압 브레이커 하우징(hydraulic breaker housing)과, 그 유압 브레이커 하우징이 구비된 유압 브레이커 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 강한 인장강도와 인성 등이 요구되는 곳에 적합한 유압 브레이커 하우징과, 그 유압 브레이커 하우징이 구비된 유압 브레이커 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic breaker housing, a hydraulic breaker equipped with the hydraulic breaker housing, and a manufacturing method thereof, and particularly, a hydraulic breaker housing suitable for a place where strong tensile strength and toughness are required, and a hydraulic breaker housing thereof. A hydraulic breaker provided with a housing and a method of manufacturing the same.
일반적으로 유압 브레이커는, 토사나 암반을 굴착하는 굴삭기의 말단에 장착되는 장비로서, 직접 지반에 충격을 가하여 굴착을 수행하는 작업도구이다. 그런데 유압 브레이커는 지반에 충격을 가하는 동시에 지반으로부터 외력을 받는다. 따라서 이런 외력에 대한 저항력을 높이기 위해서는 높은 인장강도와 연신율 등을 가진 유압 브레이커 하우징이 필요하다. In general, the hydraulic breaker is a device mounted on the end of the excavator for excavating soil or rock, and is a work tool for performing excavation by directly impacting the ground. The hydraulic breaker, however, impacts the ground and receives external force from the ground. Therefore, in order to increase the resistance against external force, a hydraulic breaker housing having high tensile strength and elongation is required.
이러한 유압 브레이커 하우징은, 통상적으로 저탄소 크롬 몰리브덴강(SCM415, SCM420) 및 고탄소 크롬 몰리브덴강(SCM440 등)을 소재로 사용하여 단조방법에 의하여 제조되었다. 따라서, 상기 유압 브레이커 하우징은 제작자가 원하는 형상으로 외관을 두들겨서 만들어 왔다. Such a hydraulic breaker housing is typically manufactured by a forging method using low carbon chromium molybdenum steel (SCM415, SCM420) and high carbon chromium molybdenum steel (SCM440, etc.) as materials. Thus, the hydraulic breaker housing has been made by tapping the appearance into the shape desired by the manufacturer.
도 1은 이러한 단조방법으로 제조된 종래의 유압 브레이커 하우징이 포함된 유압 브레이커의 사시도를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 실린더의 단면도를 나타낸 것이다. 1 is a perspective view of a hydraulic breaker including a conventional hydraulic breaker housing manufactured by such a forging method, Figure 2 is a cross-sectional view of the cylinder according to the line I-I of FIG.
도면을 참조하면, 유압 브레이커(100)에 구비된 유압 브레이커 하우징(180)은 각각이 중공인 백헤드(back head;110)와, 실린더(cylinder;120) 및 프론트헤드(front head;130)를 포함한다. 이들은 저탄소 크롬 몰리브덴강을 단조한 것으로 중량대비 50% 이상 절삭 가공 후 침탄 열처리, 켄칭(quenching), 또는 템퍼링(tempering) 열처리를 하여 표면에 내마모성을 향상시키고 심부에 인성을 부여한 다음 열처리로 인한 변형을 최종 연마 공정에서 보완하여 사용하였다. Referring to the drawings, the hydraulic breaker housing 180 provided in the hydraulic breaker 100 is a back head (110), the cylinder (cylinder) 120 and the front head (130), each of which is hollow Include. They are forged low-carbon chromium molybdenum steels, which are carburized, quenched, or tempered by more than 50% of its weight after cutting to improve wear resistance on the surface, give toughness to the core, and then deform due to heat treatment. It was used supplementally in the final polishing process.
그러나, 이러한 구조의 유압 브레이커 하우징(180)은 중량대비 50%이상을 기계 가공해서 만들어야 하기 때문에 가공이 힘들고 가공시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 특히 상기 백헤드(110)와, 실린더(120) 및 프론트헤드(130)를 볼트(bolt; 미도시)로 결합시키기 위한 볼트 홀(bolt hole;150)을 각 모서리부에 만들어야 되는데, 상기 저탄소 크롬 몰리브덴과 같은 단조소재를 사용할 경우 이 볼트 홀(150)에 대한 가공이 매우 까다롭고 가공시간도 많이 소요된다. 또한, 일정한 길이와 직경을 만들어 내기가 쉽지 않으며, 상기 실린더(120)의 내주면은 열처리시 수축과 뒤틀림이 발생하므로 연마의 어려움이 많이 생기는 문제점이 있다. 따라서, 이와같은 문제점을 해결하기 위한 방안이 요구되고 있다. However, since the hydraulic breaker housing 180 having such a structure must be made by machining more than 50% of the weight, the machining is difficult and takes a long time. In particular, a bolt hole 150 for coupling the back head 110, the cylinder 120, and the front head 130 to a bolt (not shown) should be made at each corner. When using a forged material such as molybdenum, the machining of the bolt hole 150 is very difficult and takes a lot of processing time. In addition, it is not easy to produce a constant length and diameter, the inner peripheral surface of the cylinder 120 has a problem that a lot of difficulty of polishing because shrinkage and distortion occurs during heat treatment. Therefore, there is a demand for a solution to such a problem.
본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 제조과정을 간소화하고 제품을 경량화 함과 동시에 내구성도 향상시킬 수 있도록 개선된 유압 브레이커 하우징과 유압 브레이커 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above necessity, and an object thereof is to provide an improved hydraulic breaker housing, a hydraulic breaker, and a method of manufacturing the same, which can simplify the manufacturing process, lighten the product, and improve durability.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유압 브레이커 하우징은, 각각이 중공인 백헤드와 실린더 및 프론트헤드를 포함하며, 상기 백헤드와, 실린더 및 프론트헤드 중 적어도 하나는 주조물인 것을 특징으로 한다.The hydraulic breaker housing of the present invention for achieving the above object comprises a hollow backhead, a cylinder and a fronthead, respectively, wherein at least one of the backhead, the cylinder and the fronthead is a casting.
또한, 본 발명에 따른 유압 브레이커는, 각각 중공인 백헤드와, 실린더 및 프론트헤드를 포함하는 유압 브레이커 하우징 및 상기 유압 브레이커 하우징에 내장된 피스톤을 구비한 유압 브레이커에 있어서, 상기 백헤드와, 상기 실린더 및 상기 프론트헤드 중 적어도 하나는 주조물인 것을 특징으로 한다.In addition, the hydraulic breaker according to the present invention is a hydraulic breaker having a hollow backhead, a hydraulic breaker housing including a cylinder and a front head and a piston embedded in the hydraulic breaker housing, wherein the backhead and the At least one of the cylinder and the fronthead is characterized in that the casting.
또한, 본 발명에 따른 유압 브레이커 하우징 제조 방법은, 각각이 중공인 백헤드와, 실린더 및 프론트헤드를 포함하는 유압 브레이커의 하우징을 제조하는데 있어서, 상기 백헤드와, 실린더 및 프론트헤드 중 적어도 하나를 주조로 만드는 단계; 및 상기 백헤드와, 실린더 및 프론트헤드를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the method of manufacturing a hydraulic breaker housing according to the present invention, in manufacturing a housing of a hydraulic breaker comprising a back head each of which is hollow, and a cylinder and a front head, at least one of the back head, the cylinder and the front head Making into a casting; And combining the backhead, the cylinder and the fronthead.
또한, 본 발명에 따른 유압 브레이커 제조 방법은, 각각 중공인 백헤드와, 실린더 및 프론트헤드를 포함하는 유압 브레이커 하우징 및 상기 유압 브레이커 하우징에 내장된 피스톤을 구비한 유압 브레이커 제조방법에 있어서, 상기 백헤드와, 상기 실린더 및 상기 프론트헤드 중 적어도 하나를 주조로 만드는 단계와; 상기 백헤드와, 상기 실린더 및 상기 프론트헤드를 결합시키는 단계; 및 상기 결합된 유압 브레이커 하우징과 상기 피스톤을 결합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the hydraulic breaker manufacturing method according to the present invention is a hydraulic breaker manufacturing method comprising a back brake that is hollow each, a hydraulic breaker housing including a cylinder and a front head and a piston embedded in the hydraulic breaker housing, the bag Casting at least one of a head, the cylinder and the front head; Coupling the backhead, the cylinder and the fronthead; And coupling the piston with the coupled hydraulic breaker housing.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 유압 브레이커 하우징이 구비된 유압 브레이커의 사시도를 나타낸 것이고, 도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 실린더의 단면도를 나타낸 것이다.Figure 3 shows a perspective view of a hydraulic breaker with a hydraulic breaker housing according to the present invention, Figure 4 shows a cross-sectional view of the cylinder along the line II-II of FIG.
도시된 바와 같이, 본 발명의 유압 브레이커(200) 중 유압 브레이커 하우징(280)은 각각이 중공인 백헤드(210)와, 실린더(220) 및 프론트헤드(230)를 포함하며 이들 3부분 중 적어도 하나는 까다로운 단조소재 대신에 주조소재로 만들어 진다. 본 실시예에서는 특히, 중심이 되는 실린더(220)를 주조로 제조한다. 물론 필요에 따라서는 상기 백헤드(210)와 상기 프론트헤드(230)도 같은 주조방법으로 제조할 수 있다. 이 주조에 의한 상세한 제조방법에 대해서는 후술하기로 한다. 그리고, 상기 백헤드(210)와, 실린더(220) 및 프론트헤드(230)에는 이들을 일체로 체결하기 위한 볼트 홀(250)이 형성되어 있다. 즉, 상기 볼트 홀(250)을 통해 관통 볼트(미도시)가 상기 백헤드(210)와, 실린더(220) 및 프론트헤드(230)를 일체로 체결한다. 이중에서 특히 상기 실린더(220)의 볼트 홀은 그 중심부 직경이 양 단의 직경보다 1~20㎜ 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 되면, 가공이 용이해지고 가공시간을 줄일 수 있으며, 또한 열처리과정에서 발생하던 뒤틀림이나 수축을 줄일 수 있게 된다. 또한, 상기 실린더(220)의 내주면은 피스톤(piston;240)과 접촉하여 있기 때문에 상기 피스톤(240)의 직선 왕복운동시 마찰력이 생긴다. 따라서 상기 실린더(220) 내주면의 내마모성을 향상시키기 위하여 기존의 단조소재를 사용하는 경우에는 상기 내주면 부위의 표면 경화처리를 위해 후열처리를 했으나, 본 발명에서는 뒤에 보다 상세히 설명하겠지만, 구상흑연주철을 주조 소재로 사용하고, 이를 오스템퍼링(austempering) 열처리하여 기지 조직이 다량의 베이나이트(bainite) 조직인 오스템퍼드 구상흑연주철을 실린더의 소재로 만들기 때문에 열처리 변형을 상당한 정도 줄이게 되어 후연마 가공 작업의 어려움을 개선하였다. 즉, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철에는 베이나이트 기지조직에 잔류 오스테나이트(austenite)가 30% 이상 존재하는데, 상기 피스톤(240)과 상기 실린더(220)의 마찰면에서는 상기 잔류 오스테나이트가 압축응력으로 인하여 마르텐사이트(martensite)로 변태하기 때문에 그 강도가 강해져서 내마모성이 향상된다. 뿐만 아니라 상기 오스템퍼드 구상흑연주철에 다량 분포되어 있는 흑연 자체도 내마모성을 갖고 있기 때문에 기존 단조소재에 표면 경화처리한 것과 대등한 효과를 얻을 수 있다. 그리고, 일부 제품에서 더 높은 내마모성이 요구될 때에는 상기 실린더(220)의 내주면 부위에 고주파 표면 경화처리, 질화처리 및 저온침유처리를 실시하는 것이 바람직하다. As shown, the hydraulic breaker housing 280 of the hydraulic breaker 200 of the present invention includes a hollow backhead 210, a cylinder 220 and a fronthead 230, each of which is at least one of these three parts. One is made of cast material instead of demanding forged materials. In this embodiment, in particular, the center cylinder 220 is manufactured by casting. Of course, if necessary, the back head 210 and the front head 230 may also be manufactured by the same casting method. The detailed manufacturing method by this casting is mentioned later. In addition, the back head 210, the cylinder 220 and the front head 230 is formed with a bolt hole 250 for fastening them integrally. That is, a through bolt (not shown) fastens the back head 210, the cylinder 220, and the front head 230 integrally through the bolt hole 250. In particular, the bolt hole of the cylinder 220 is preferably formed in the central diameter is 1 ~ 20mm larger than the diameter of both ends. In this case, the processing is easy and the processing time can be reduced, and also the distortion or shrinkage occurring during the heat treatment can be reduced. In addition, since the inner circumferential surface of the cylinder 220 is in contact with a piston 240, frictional force is generated during linear reciprocation of the piston 240. Therefore, in the case of using a conventional forged material to improve the wear resistance of the inner circumferential surface of the cylinder 220 was subjected to a post-heat treatment for the surface hardening treatment of the inner circumferential surface portion, in the present invention will be described in more detail later, cast nodular cast iron It is used as a material, and the austempering heat treatment is used to make the base structure a large amount of bainite spheroidal graphite cast iron as a material of the cylinder, which significantly reduces the heat treatment deformation, thereby reducing the difficulty of post-polishing work. Improved. In other words, the austenite nodular cast iron has more than 30% of retained austenite (austenite) in the bainite matrix, the residual austenite is a compressive stress in the friction surface of the piston 240 and the cylinder 220 Due to the transformation into martensite (martensite), the strength is stronger and wear resistance is improved. In addition, since graphite itself, which is distributed in a large amount in the ost-tempered nodular cast iron, has abrasion resistance, it is possible to obtain an effect comparable to that of surface hardening treatment on an existing forged material. In addition, when higher wear resistance is required in some products, it is preferable to perform high frequency surface hardening treatment, nitriding treatment, and low temperature oil soaking treatment on the inner circumferential surface portion of the cylinder 220.
이상과 같은 유압 브레이커 하우징의 내부에 상하 왕복운동을 하며 대상물을 타격하는 피스톤을 설치하여 유압 브레이커를 만든다.The hydraulic breaker is made by installing a piston hitting an object while vertically reciprocating in the interior of the hydraulic breaker housing as described above.
이하, 본 발명의 유압 브레이커 하우징을 주조로 만드는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, a process of casting the hydraulic breaker housing of the present invention will be described.
우선, 주조소재로서 사용되는 금속은 오스템퍼드 구상흑연주철로서, 상기 오스템퍼드 구상흑연주철의 성분은 제품의 두께에 따라 조직의 균질화를 확보하기 위하여 아래의 표 1~3과 같이 하고, 나머지wt%는 Fe로 이루어진 것으로 한다. First of all, the metal used as the casting material is osstem spheroidal graphite cast iron, and the components of the osstem spheroidal graphite cast iron are as shown in Tables 1 to 3 below to secure homogenization of the tissue according to the thickness of the product, and the remaining wt% Is made of Fe.
상기 표 1에서와 같이, C의 함량은 3.3~3.9wt%가 적당하다. 3.3wt% 미만이면 주조성이 떨어지고, 3.9wt% 이상이면 조대한 흑연이 정출되어 기계적 성질이 저하된다. 그리고, Si 성분은 C와 더불어 탄소 당량을 나타내게 되어 2.5~3.0wt%가 적당하다. Si% 가 2.5~3.0wt% 로 증가함에 따라 열처리 후 베이나이트(bainite) 조직의 조대화 경향이 있고, 충격에 대한 파괴인성이 증가하여 파괴시 연성파면으로 된다. 또한 3.0wt% 이상이 되면 화합탄소가 흑연화되어 페라이트(ferrite)량이 증가하며 연신율의 저하가 생긴다. Mn은 강도를 증가시키는 원소로 0.3wt% 이하로 해야 충분한 잔류 오스테나이트가 존재할 수 있어 충격값이 증가한다. Cu는 강도를 위하여 첨가한다. 1.5wt% 이상은 지나친 강도의 증가로 가공성이 나빠진다. Cu 대신 Ni 0.6~2.0wt%를 Cu 대용으로 사용할 수 도 있다. 베이나이트 형성을 촉진하고, 강도 상승 및 기지조직을 균일하게 하는 성분인 Mo 는 0.1~0.8wt% 이하로서, 이 범위를 벗어나면 연신율과 충격치가 감소하여 좋지 않다. P와 S는 불순물로 존재하게 되고, 재질의 취화현상의 원인이 될 수 있어 그 함량을 각각 최대한 적게 한다. Mg은 흑연의 구상화를 위해 첨가되는 성분으로 0.02~0.04wt% 로 한다. 상기 구상흑연주철의 구상화는 용해로에서 적정 성분으로 조성하여 레이들(ladle) 접종, 몰드(mold)내에서 접종 처리하여 흑연을 미세화하고 최대의 인장강도를 얻기 위하여 흑연입수를 95/㎜²이상 최대로 증가시켜야 한다. 이와 같은 성분을 가진 소재 상태에서 열처리를 하여 오스템퍼드 구상흑연주철을 만든다. 이렇게 만들어진 오스템퍼드 구상흑연주철은 제조 가격이 싸기 때문에 경제성이 있다. As shown in Table 1, the content of C is suitable 3.3 ~ 3.9wt%. If it is less than 3.3 wt%, castability is inferior, and if it is 3.9 wt% or more, coarse graphite is crystallized and mechanical properties fall. In addition, the Si component exhibits a carbon equivalent together with C, which is preferably 2.5 to 3.0 wt%. As Si% increases to 2.5 ~ 3.0wt%, there is a tendency of coarsening of bainite structure after heat treatment, and the fracture toughness against impact increases, resulting in a ductile wavefront upon fracture. In addition, when the content is more than 3.0wt%, the compound carbon is graphitized to increase the amount of ferrite and decrease in elongation. Mn is an element to increase the strength to less than 0.3wt% sufficient residual austenite can be present, the impact value increases. Cu is added for strength. 1.5 wt% or more deteriorates workability due to excessive increase in strength. Instead of Cu, Ni 0.6 ~ 2.0wt% can be used as a substitute for Cu. Mo, a component that promotes bainite formation and increases strength and uniformity of the matrix structure, is 0.1 to 0.8 wt% or less. If it is out of this range, elongation and impact value decrease, which is not good. P and S are present as impurities and may cause embrittlement of the material, so that the content of each is as small as possible. Mg is a component added for the spheroidization of graphite, 0.02 ~ 0.04wt%. The spheroidization of the nodular graphite cast iron is composed of appropriate components in the melting furnace, ladle inoculation, inoculation treatment in a mold to refine the graphite, and to obtain the maximum graphite strength, the maximum graphite inlet is 95 / mm² or more. Should be increased to. In the state of the raw material having such a component is heat-treated to make the osstem-hard nodular cast iron. Ostemford nodular cast iron is thus economical because it is cheap to manufacture.
표 2에서 C, Si, Mn, P, S, Mg, Cu의 성분은 표 1과 같고, Ni가 선택성분이 아닌 필수성분으로 0.6~2.0가 첨가되고 Mo가 생략되었다. 이와 같은 성분을 가진 소재 상태에서 열처리하여 만들어진 오스템퍼드 구상흑연주철은 수축팽창이 적어 소형의 정밀제품을 만드는데 적당하다.In Table 2, the components of C, Si, Mn, P, S, Mg, and Cu are the same as in Table 1, where 0.6 to 2.0 were added as an essential component in which Ni is not an optional component, and Mo was omitted. Osstemford Spheroidal Graphite Cast Iron made by heat-treatment in the state of material having such a component has little shrinkage expansion and is suitable for making small precision products.
표 3에서 C, Si, Mn, P, S, Mg, Mo, Cu의 성분은 표 1과 같고, 필수성분으로 Ni가 0.6~2.0wt% 첨가되었다. 이와같은 성분을 가진 소재 상태에서 열처리하여 만들어진 오스템퍼드 구상흑연주철은 Mo의 편석을 제거할 수 있고, 충분한 경화능을 확보할 수 있다.In Table 3, the components of C, Si, Mn, P, S, Mg, Mo, Cu are the same as in Table 1, Ni was added as an essential component 0.6 ~ 2.0wt%. Osstemford nodular cast iron produced by heat treatment in the state of a material having such a component can remove segregation of Mo, and can secure sufficient hardenability.
도 5의 흐름도는 본 발명에 따른 유압 브레이커 하우징의 주물소재인 구상흑연주철의 오스템퍼링(austempering)하는 과정을 나타낸 것이다.5 is a flow chart illustrating a process of austempering of spheroidal graphite iron which is a casting material of the hydraulic breaker housing according to the present invention.
도시된 바와 같이 먼저 900~940℃의 온도로 2~4시간 유지시켜 조직을 오스테나이트화(S300) 한다. 상기의 온도에서는 흑연에서 기지조직으로 C의 확산이 이루어지는데 기지조직에 최소 1.0wt% 이상의 C를 고용해야 열처리 후 C를 과포화한 베이나이트 조직을 얻을 수 있다. 만일 900℃ 보다 온도가 낮을 경우에는 흑연으로부터 C의 확산이 느려지고 고용 한도가 줄어들게 된다. 또한 940℃ 이상일 경우에는 너무 조대한 조직으로 되어 인성이 저하되고 충격에 약하게 되어 좋지 않다. 900~940℃의 온도에서는 C의 확산이 충분이 되어 열처리 후 C를 과포화한 베이나이트 조직을 얻을 수 있다. 이때 제품 표면의 피로강도를 향상시키기 위하여 로의 분위기중 C wt%를 1.0wt% 이상으로 유지시킨다. 만일 로의 분위기중 C wt%가 1.0wt% 이하로 되면 제품 표면에 탈탄현상이 발생되어 피로강도가 저하되고, 또한 1.4wt% 이상이 되면 기지조직에 탄화물이 성장할 수 있다.As shown in the drawing, first, the tissue is maintained at a temperature of 900 to 940 ° C. for 2 to 4 hours to austenite the tissue (S300). At the above temperature, C is diffused from the graphite to the matrix structure. At least 1.0wt% of C is employed in the matrix structure to obtain bainite structure supersaturated with C after heat treatment. If the temperature is lower than 900 ° C, the diffusion of C from graphite is slowed and the solid solution limit is reduced. In addition, when it is 940 degreeC or more, it becomes too coarse structure, toughness falls and it is not good to become weak to an impact. At a temperature of 900 to 940 ° C., the diffusion of C is sufficient to obtain a bainite structure in which C is supersaturated after heat treatment. At this time, to improve the fatigue strength of the surface of the product to maintain the C wt% in the furnace atmosphere of 1.0wt% or more. If the C wt% of the furnace atmosphere is 1.0 wt% or less, decarburization occurs on the surface of the product, and the fatigue strength is lowered. When the wt wt% is more than 1.4 wt%, carbides may grow in the matrix structure.
이어서, 가열된 제품을 250~350℃ 의 온도로 유지되는 염욕로(NaNO₂50wt% + KNO₃50wt%)에 담그어 급냉을 시작한다(S310). 이때 염욕로에는 염욕을 충분히 교반시킬 수 있는 교반기가 설치되어 있어 제품의 중심부에 있는 잠열을 빨리 제거할 수 있도록 하여야 부분적 퍼얼라이트(pearlite) 조직의 생성을 억제할 수 있다. Subsequently, quenching is started by immersing the heated product in a salt bath (NaNO₂50wt% + KNO₃50wt%) maintained at a temperature of 250-350 ° C. (S310). At this time, the salt bath is provided with a stirrer capable of sufficiently stirring the salt bath to be able to quickly remove the latent heat in the center of the product to suppress the formation of partial pearlite tissue.
상기 작업으로 제품온도를 빨리 내리고 염욕로의 온도를 350~390℃ 의 온도로 승온시켜 1.5~2.5 시간 유지하여 항온변태 처리(S320)를 완료한다. In the above operation, the product temperature is quickly lowered and the temperature of the salt bath is raised to a temperature of 350 to 390 ° C. to maintain 1.5 to 2.5 hours to complete the constant temperature transformation process (S320).
여기서, 상기 급냉 단계(S310)와 항온변태 처리단계(S320)를 통합하여, 즉 250~390℃ 사이의 적정온도에서 제품을 담그어 염욕로의 온도가 상승하지 않도록 염욕을 냉각하고, 1.5~2.5 시간 유지하여 항온변태 처리를 완료한다.Here, integrating the quenching step (S310) and constant temperature transformation step (S320), that is, soak the product at a suitable temperature between 250 ~ 390 ℃ to cool the salt bath so that the temperature in the salt bath does not rise, 1.5 to 2.5 hours To complete the constant temperature transformation process.
이때, 항온변태온도가 300℃에서 390℃로 올라 갈수록 연신율이 증가하고, 온도가 내려 갈수록 연신율은 감소하며, 반대로 강도는 증가한다. 만일 유지시간이 1.5~2.5 시간보다 짧거나 길 경우에도 연신율 감소가 일어난다. 이는 조직중 잔류 오스테나이트양의 감소로 인하여 발생되는 결과이다.At this time, the elongation increases as the constant temperature transformation temperature increases from 300 ° C. to 390 ° C., and as the temperature decreases, the elongation decreases, whereas the strength increases. If the holding time is shorter or longer than 1.5 ~ 2.5 hours, the elongation decreases. This is the result of a decrease in the amount of retained austenite in the tissue.
상기 항온변태 처리(S320)를 완료한 다음 제품을 대기중에서 상온으로 냉각한다(S330). 이와같은 과정을 거치면 베이나이트 조직을 갖는 오스템퍼드 구상흑연주철이 만들어 진다. 상기와 같은 제조방법에 의해 제조되는 오스템퍼드 구상흑연주철은 인장강도가 높으면서 연신율이 우수하며 또한 뒤틀림이나 균열이 줄어들므로 단조품이나 압연제품을 대체하여 사용할 수 있고 제품의 원가절감과 경량화가 가능하다. After completing the constant temperature transformation process (S320), the product is cooled to room temperature in the air (S330). This process leads to the formation of Austenford nodular cast iron with bainite structure. Osstemford spheroidal graphite cast iron manufactured by the above manufacturing method has high tensile strength and excellent elongation, and also reduces warping and cracking, so that it can be used as a substitute for forging or rolled products, and it is possible to reduce cost and light weight of the product.
다음은 종래의 단조소재인 저탄소 크롬 몰리브덴강(SCM415등) 및 고탄소 크롬 몰리브덴강(SCM440 등)과 주조소재인 오스템퍼드 구상흑연주철의 성분비와 기계적 성질을 나타낸 것이다.The following shows the component ratios and mechanical properties of the low carbon chromium molybdenum steel (SCM415, etc.) and the high carbon chromium molybdenum steel (SCM440, etc.) and the casting material of osmolded nodular cast iron.
상기의 표 5와 표 10, 13, 16을 비교해 보면 종래의 단조소재를 열처리한 것보다 주조소재인 상기의 구상흑연주철을 열처리한 것이 인장강도가 더 높게 나타나고, 연신율은 다소 낮으나 제품에는 문제가 없는 수준임을 알 수 있으므로 상기 백헤드(210)와, 실린더(220) 및 프론트헤드(230)의 소재로 사용하기에 적합함을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 이러한 오스템퍼드 구상흑연주철을 소재로하여 상기 실린더(220)를 주조하고, 이를 상기 볼트 홀(250)을 통한 볼트 체결로 상기 백헤드(210) 및 프론트헤드(230)와 일체로 체결함으로써 유압 브레이커 하우징(280)을 완성한다. 한편, 전술한 바와 같이 상기 실린더(220) 뿐 아니라 상기 백헤드(210)와 프론트헤드(230)도 같은 소재로 주조한 후 볼트로 체결하여 유압 브레이커 하우징(280)을 완성할 수도 있음은 물론이다. Comparing Table 5 with Tables 10, 13, and 16 above, the heat treatment of the spheroidal graphite cast iron, which is a casting material, is higher than that of the conventional forged material, and the tensile strength is higher, and the elongation is slightly lower, but the product has no problem. It can be seen that it is suitable for use as a material of the back head 210, the cylinder 220 and the front head 230 because it can be seen that there is no level. Therefore, in the present embodiment, the cylinder 220 is cast using the Osstemford spherical graphite cast iron, and the back head 210 and the front head 230 are bolted through the bolt hole 250. The hydraulic breaker housing 280 is completed by integrally fastening. On the other hand, as described above, not only the cylinder 220 but also the back head 210 and the front head 230 may be cast with the same material and then fastened with bolts to complete the hydraulic breaker housing 280. .
이상과 같은 소재에 의하여 주조되어 결합된 유압 브레이커 하우징(280)의 내부에 피스톤(240)을 결합하므로써 유압 브레이커(200)를 완성할 수 있다.The hydraulic breaker 200 may be completed by coupling the piston 240 to the inside of the hydraulic breaker housing 280 that is cast and combined by the above materials.
상술한 바와 같이 본 발명의 유압 브레이커 하우징 및 유압 브레이커는, 오스템퍼드 구상흑연주철을 주물소재로 한 주조방법에 의해 제조되므로 제품이 경량화되고, 가공부위가 줄어들어 생산비용이 획기적으로 절감되며, 동시에 높은 인장강도와, 연신율 및 내마모성도 확보할 수 있다. As described above, since the hydraulic breaker housing and the hydraulic breaker of the present invention are manufactured by a casting method made of cast iron made of Au-Stempard nodular cast iron, the product is lighter, the processing area is reduced, and the production cost is drastically reduced. Tensile strength, elongation and wear resistance can also be secured.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 특허청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.It is to be understood that the invention is not limited to that described above and illustrated in the drawings and that many more modifications and variations are possible within the scope of the following claims.
도 1은 종래 유압 브레이커 하우징이 구비된 유압 브레이커의 사시도,1 is a perspective view of a hydraulic breaker equipped with a conventional hydraulic breaker housing,
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 실린더의 단면도,FIG. 2 is a sectional view of a cylinder taken along line II of FIG. 1;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유압 브레이커 하우징이 구비된 유압 브레이커의 사시도,3 is a perspective view of a hydraulic breaker having a hydraulic breaker housing according to an embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 실린더의 단면도,4 is a sectional view of a cylinder taken along line II-II of FIG.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 구상흑연주철의 오스템퍼링 과정을 나타낸 흐름도.5 is a flow chart showing an ostempering process of nodular cast iron according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
200... 유압 브레이커 210... 백헤드200 ... Hydraulic breaker 210 ... Backhead
220... 실린더 230... 프론트헤드220 ... Cylinder 230 ... Fronthead
240... 피스톤 250... 볼트 홀240 ... piston 250 ... bolt hole
280... 유압 브레이커 하우징280 ... hydraulic breaker housing
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