KR20050064909A - 고 내충격 및 내마모성 햄머의 이층액상주조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광산이나 시멘트 공장등에서 원료를 파쇄하는데 사용되는 산업용 햄머의 제조방법에 관한 것으로, 특히 한쪽은 내마모성이 우수한, 다른 한쪽은 내충격성이 우수한 두가지 소재를 약간의 시간차를 두고 주입, 액상상태에서 결합시킴으로써 두가지 특성을 동시에 나타내면서 결함이 없고 수명이 긴 고 내충격 내마모성 햄머의 이층액상주조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 내마모 특성이 우수한 고크롬주철등의 소재를 하층에 주입하고 내충격 특성이 우수한 일반 주강등의 소재를 상층에 주입하는 주형을 설계하여, 하층의 경우 주입온도를 1350℃±20℃로, 상층의 경우 주입온도를 1550℃±20℃로 하고, 하층과 상층의 주입 간격은 10초±3초로 하여 주조를 행하는 것을 특징으로 하는 고 내충격 및 내마모성 햄머의 이층액상주조 방법을 제공한다.

Description

고 내충격 및 내마모성 햄머의 이층액상주조방법{METHOD FOR MANUFACTURING HIGH IMPACT AND WEAR RESISTANCE HAMMER BY DUO-LIQUID CASTING}

본 발명은 광산이나 시멘트 공장등에서 원료를 파쇄하는데 사용되는 산업용 햄머(HAMMER)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한쪽은 내마모성이 우수한, 다른 한쪽은 내충격성이 우수한 두가지 소재를 약간의 시간차를 두고 주입, 액상상태에서 결합시킴으로써 두가지 특성을 동시에 나타내도록 하면서 결함이 없는 건전한 접합부를 가지는 고 내충격성 및 내마모 햄머의 이층액상주조 방법에 관한 것이다.

광산이나 시멘트 공장등에서는 원료등을 파쇄하기 위해 파쇄장비를 사용하며, 이러한 파쇄장비는 도1의 예와 같은 햄머를 여러개 회전체에 고정시켜 회전시키면서 원료등이 상기 햄머의 헤드부(1)에 충돌되면서 파쇄되도록 하고 있다. 이러한 햄머의 경우 원료등이 연속적으로 충돌되므로 내마모 및 내충격 특성이 우수한 소재가 요구되는 바, 몸체부는 내충격성이 우수한 재질이, 원료등이 직접 접촉하는 헤드부는 내마모성이 우수한 재질이 요구된다. 이를 위해 종래의 경우 적당한 내마모성 및 내충격성을 가지는 고망간 주조품을 사용해 왔다. 그러나 고망간 주조품의 경우 종종 내충격성 저하등으로 인해 도1의 몸체부(2) 혹은 고정부(3)에서 파손되는 예가 빈번히 발생하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 내충격성이 우수한 몸체부를 먼저 주조후 나중에 이를 주형에 넣고 다시 내마모 특성이 요구되는 나머지 헤드부를 주조하는 고상(몸체)/액상(헤드) 이층접합기술이 개발되었다(US 5238046). 그러나 이 경우 고상표면에서 액상주조물이 응고시 발생하는 잔류응력 등으로 인해 여전히 주조품의 특성이 저하되거나 접합계면이 건전하지 못해 수명이 짧은 등 여러 가지 문제점이 있었다.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점을 해결하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 내충격 특성이 우수한 소재 및 내마모 특성이 우수한 소재를 각각 준비, 용해후 두개의 독립된 주입구에 시간차를 두고 주입, 하층부가 거의 응고되기 직전 상층부를 주입하여 액상/액상 상태의 결함이 이루어지게 함으로써 결함이 없는 건전한 접합부를 가지는 고 내충격 및 내마모성 햄머의 이층액상주조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은, 총중량 5KG 내외의 무게를 가지는, 내마모 특성이 우수한 고크롬주철등을 하층으로 주입하고 내충격 특성이 우수한 SC42나 49 또는 일반 주강등을 상층으로 주입하는 주형을 설계하여, 하층의 경우 주입온도를 1350℃±20℃, 상층의 경우 주입온도를 1550℃±20℃로 하고, 하층과 상층의 주입 간격은 10초±3초으로 하는 것을 특징으로 하는 고 내충격 및 내마모성 햄머의 이층액상 주조 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 발명자들은, 종래 대비 내마모특성 및 내충격특성이 우수한 햄머를 연구 및 검토하던중 내마모 및 내충격 특성이 우수한 소재를 각각 준비, 두종의 소재를 동시에 용해, 응고직전의 액상상태에서 주조에 의해 접합시키면 계면에서의 접합특성도 우수하고 복합적인 특성 즉 햄머의 몸체부위는 내충격성을 우수하게 하고 햄머의 헤드부위는 내마모성을 우수하게 하면서 이들 부위간의 접합도 결함이 없는 우수한 접합상태로 할 수 있다는 것을 발견하였다.

이하, 이러한 본 발명의 주조 방법에 있어서 각 주조조건의 수치한정이유에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 고 내충격성 및 내마모성 햄머의 이층액상주조 방법은 햄머의 헤드부(1) 구성을 위해 코크롬주철등이 적용되는 하층의 경우 주입온도를 1350℃±20℃로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 하층의 경우 주입온도를 1370℃보다 높게 하면 탄화물이 조대해져서 충격치가 지나치게 감소하고, 1330℃보다 낮게 하면 주입중에 응고될 가능성이 커서 주입자체가 힘들거나 주조결함이 발생할 가능성이 높게 된다.

햄머의 몸체부(2) 구성을 위해 일반주강등이 적용되는 상층의 경우 주입온도를 1550℃±20℃로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상층의 경우 주입온도를 1570℃보다 높게 하면 유동성은 좋아지나 하층과의 혼합이 지나치게 높아질 가능성이 있고, 1530℃보다 낮게 하면 주입중에 응고될 가능성이 있어 주입자체가 힘들거나 주조결함이 발생할 가능성이 높게 된다.

하층과 상층의 주입 간격은 10초±3초로 하는 것이 바람직한데, 간격이 이보다 작으면 하층부와의 혼합이 지나치게 높아지고 이보다 시간차가 크면 하층부가 응고될 가능성이 있어 계면에서의 접합이 제대로 이루어지지 않게 된다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

(실시예)

약3KG 정도 무게의 햄머를 주조하기 위한 주형(4)(5)을 도2와 같이 준비한 후 우선 용해된 고크롬주철을 하층주입구(6)를 통해 주입하였으며, 이어서 SC42주강을 상층주입구(7)를 통해 주입하여 주조를 행하였다. 이와 같이 하여 제조된 시험편의 사용수명을 종래예등과 비교하였고, 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

	제조방법			사용수명(일수)	비고
	하층주입온도(℃)	상층주입온도(℃)	주입간격(초)
발명예1	1350	1550	9	21	우수
발명예2	1360	1560	10	25	우수
발명예3	1355	1540	12	22	우수
발명예4	1360	1539	10	24	우수
비교예1	1380	1550	10	13	-
비교예2	1350	1580	11	12	-
비교예3	1370	1550	15	11	-
종래예	고망간 주조			10	-

상기 표1에 나타난 바와 같이, 발명예1~4는 그 수명이 21~24일로 종래예 및 비교예들에 비해 길어 내충격 및 내마모 특성이 우수하면서 사용수명이 긴 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 보다 개선된 이층액상주조 기술을 이용하여 내충격 및 내마모 특성이 우수하면서 결함이 없는 건전한 접합부를 가지는 햄머를 제공함으로써, 광산 및 시멘트 공장에서의 자재비 및 정비비등을 절감하도록 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도1은 본 발명의 주조대상물인 햄머의 일례를 보인 사시도,

도2는 본 발명의 방법에 따른 햄머의 주조 모식도,

* 도면중 주요부분에 대한 부호이 설명 *

1 : 햄머의 헤드부 2 : 몸체부 3 : 고정부

4,5 : 주형 6 : 하층주입구 7 : 상층주입구

Claims (1)

1. 내마모 특성이 우수한 고크롬주철등의 소재를 하층에 주입하고 내충격 특성이 우수한 일반 주강등의 소재를 상층에 주입하는 주형을 설계하여, 하층의 경우 주입온도를 1350℃±20℃로, 상층의 경우 주입온도를 1550℃±20℃로 하고, 하층과 상층의 주입 간격은 10초±3초로 하여 주조를 행하는 것을 특징으로 하는 고 내충격 및 내마모성 햄머의 이층액상주조 방법.