KR20090123803A - 연질 합금층 형성 장치 및 연질 합금층 형성 방법 - Google Patents

연질 합금층 형성 장치 및 연질 합금층 형성 방법 Download PDF

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KR20090123803A
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가즈오 아오야마
노부아키 엔도우
기요타카 다나카
히토시 가타야마
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명의 연질 합금층 형성 장치(10)는 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)을 회전축으로 하여, 회전 가능하게 베이스 메탈(40)을 지지하는 베이스 메탈 지지부(20), 및 베이스 메탈(40)의 내주의 회전축 방향으로 이동 가능하고, 또한 베이스 메탈(40)의 내주면(41)으로부터 소정 거리에 고정되고, 베이스 메탈(40)과의 사이에 아크(31)를 발생시키는 아크 발생 유닛(30)을 포함한다. 베이스 메탈(40)을 회전시키고 아크 발생 유닛(30)과 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 사이를 일정하게 유지하면서, 아크 발생 유닛(30)에 의해 연질의 합금 부재(50)를 용융하여, 베이스 메탈(40)의 내주면(41)에 연질 합금층(15)을 형성한다.
합금층 형성 장치, 베이스 메탈, 아크 발생 유닛

Description

연질 합금층 형성 장치 및 연질 합금층 형성 방법{SOFT ALLOY LAYER FORMING APPARATUS AND SOFT ALLOY LAYER FORMING METHOD}
본 발명은 발전기 및 증기 터빈 등의 발전 기기에서, 로터 등을 지지하며 이러한 로터에 슬라이드식으로 접촉하는 베어링, 및 로터에 접촉하여 윤활유 또는 증기를 밀봉하는 밀봉 부재와 관련된 연질 합금층을 형성하기 위한, 특히 로터와 슬라이드식으로 접촉하는 연질 합금층을 형성하기 위한 연질 합금층 형성 장치 및 연질 합금층 형성 방법에 관한 것이다.
발전기, 스팀 터빈 등은 중량이 많이 나가며 고속으로 회전하기 때문에, 로터는 통상적으로 고하중 및 고속 회전용의 저널 베어링(journal bearing)에 의해 지지된다. 도 21은 통상적인 저널 베어링(300)의 단면 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 21에 도시된 바와 같이, 저널 베어링(300)은 구조용 스틸로 제조되며 원주 방향에서 수직하게 2개로 분할되는 베이스 메탈(301, 302)과, 통상적으로 Sn-Cu-Sb계의 베어링 메탈(또는 화이트 메탈, 배빗 메탈)로 불리는 베어링 합금을 베이스 메탈(301, 302)의 슬라이딩면 측에 원심 주조에 의해 라이닝함으로써 형성된 베어링 메탈층(303, 304)을 갖는다. 베이스 메탈(301, 302)은 볼트(305)에 의해 함께 고정된다. 베어링 메탈층(303, 304)을 형성하는 베어링 메탈은 적당히 연질이며 우수한 내마모성을 갖기 때문에, 발전 기기 분야 뿐만 아니라 배, 선박 등에 폭넓게 사용된다.
또한, 보일러, 스팀 터빈, 발전기 등을 조합하여 구성되는 화력 발전 설비는 종래부터 기반 전력 시설로서 이용되고 있고, 그에 따라 장시간 동안 안정적으로 작동되고 있다. 그러나, 최근에는, 원자력 발전 설비가 기반 전력 시설로 되고 있어, 화력 발전 설비가 부하 조정에 사용되는 경우가 증가하고 있다. 결과적으로, 화력 발전 설비에서는, 가동과 중지를 거의 매일 반복하는 방향으로 운전 방법이 변화하고 있다. 따라서, 베어링 메탈층(303, 304)은 매일매일의 가동과 중지에 수반되는 주기적인 열응력을 받는다. 이로 인해, 열적 피로(thermal fatigue)에 의한 베어링 메탈층(303, 304)의 손상이 야기된다.
일반적으로 베어링 메탈을 라이닝함으로써 형성되는 베어링 메탈층은 원심 주조에 의해 형성된다. 도 22a 내지 도 22e는 원심 주조에 의해 베어링 메탈층을 형성하는 공정을 묘사하는 도면이다. 먼저, 베어링 메탈층의 밀착 강도를 증가시키기 위해 Ni, Sn 등으로 이루어진 도금층(311)을 중공의 원통 형상을 갖는 구조용 스틸로 제조된 베이스 메탈(310)의 내주면에 설치하여, 저널 베어링을 형성한다(도 22a 참조).
이 상태에서, 전기로(electric furnace) 또는 가스 버너를 갖는 가열 장치에 의해 예열함으로써, 도금층(311)을 베이스 메탈(310) 측에 확산시켜 베이스 메탈(310)과 일체화시킨다(도 22b 참조).
이어서, 용융 상태의 베어링 메탈(313)을 베이스 메탈(310)에 붓고(도 22c 참조), 베이스 메탈(310)을 고속으로 회전시켜 용융 상태의 베어링 메탈(313)을 베이스 메탈(310)의 내측면에 대하여 가압함으로써, 기포와 같은 결함을 없앤다(도 22d 참조). 또한, 이때, 도금층(311)은 용융 상태의 베어링 메탈(313)에 일체화되어 사라지게 된다.
용융 상태의 베어링 메탈(313)을 붓는 공정이 완료된 후에는, 베이스 메탈(310)의 외주면에 냉각수(314)를 분무하여 베이스 메탈(310)을 급랭하고 용융 상태의 베어링 메탈(313)을 응고시킴으로써, 베어링 메탈층을 형성한다(도 22e 참조).
이어서, 내주면 및 외주면이 기계가공에 의해 마감처리되고, 이후에 수직하게 2개로 분할된다. 따라서, 도 21에 도시된 것과 유사한 저널 베어링을 얻게 된다.
상술한 저널 베어링에서, 베어링 메탈(313)은 베이스 메탈(310)에 비해 현저하게 큰 열팽창계수를 갖는다. 따라서, 상기 붓기 공정 이후의 냉각시에 베어링 메탈(313)의 응고 수축 및 열팽창 차이는 종종 베이스 메탈(310)로부터 베어링 메탈(313)의 부분적인 박리를 야기한다. 상기 박리가 발생하는 부분에서는, 작업 도중에 베어링 메탈(313)에서 발생된 열을 베이스 메탈(310)을 통해 열 전도에 의해 외부로 방출시키기 어렵다. 따라서, 온도가 증가하여 큰 열응력이 발생함으로써, 전술한 열적 피로 및 손상을 야기시킨다. 또한, 원심 주조 이후에 냉각수(314)를 분무함으로써 베이스 메탈(310)이 냉각되는 경우에도, 베이스 메탈(310)의 큰 열용 량(thermal capacity)으로 인해 베어링 메탈(313)의 온도가 급속하게 저하(냉각 속도는 약 1℃/초)될 수는 없기 때문에, 베어링 메탈(313)의 구조 미세화에 한계가 있다.
상술한 원심 주조에 있어서, 베어링 메탈(313)은 최종적으로 얻어지는 베어링 메탈층의 두께(6㎜ 내지 10㎜)보다 2배 내지 3배 두꺼운 두께로 주조되고, 최종적으로 얻어지는 베어링 메탈층의 두께로 기계가공에 의해 절단된다. 따라서, 높은 냉각 속도로 인해 미세 구조가 형성되는 베어링 메탈층의 내주측은 기계가공에 의해 제거되고, 그에 따라 베어링 메탈층에 거친 구조의 베어링 메탈(313)이 남는다. 이는 베어링 메탈층의 기계 강도를 떨어뜨리기 때문에, 전술한 열적 피로 및 손상이 쉽게 발생할 수 있다.
종래에, 베어링 메탈층의 박리를 방지하거나 그 강도를 증가시키는 방법으로서, 예를 들면 특개평08-135660호 공보에는 금속제 네트형(netted) 박형 라인을 베이스 메탈의 내주면에 고정한 후에 베어링 메탈을 원심 주조하여, 베어링 메탈층을 네트형 박형 라인과 결합시키는 기술이 개시되어 있다. 또한, 예를 들면 특개평09-010918호 공보에는 원심 주조에 의해 제조된 베어링 메탈층의 표면에 레이저를 조사하여, 베어링 메탈층을 다시 용융시킨 후에 급랭 및 응고시킴으로써, 구조를 미세화하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 베이스 메탈의 내주면에 네트형 박형 라인을 제공하는 상술한 종래의 기술에 의하면, 열적 피로 및 손상의 원인이 되는 베어링 메탈층의 슬라이딩면 근처에 네트형 박형 라인을 제공하기 어렵다. 따라서, 베어링 메탈에서의 열적 피 로 및 손상을 방지하는 효과를 기대할 수 없다. 또한, 네트형 박형 라인을 배치 및 고정하는 단계가 필요하기 때문에, 제조 비용을 증가시킨다는 문제가 발생한다.
또한, 베어링 메탈층의 표면에 레이저를 조사하여, 베어링 메탈층을 다시 용융시킨 후에 급랭 및 응고시키는 상술한 종래의 기술에 의하면, 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 밀착 강도의 향상을 기대할 수 없다. 또한, 이러한 기술은 레이저 조사 단계 및 조사 이후의 기계가공 단계를 필요로 하기 때문에, 제조 비용을 증가시킨다는 문제를 갖는다.
또한, 원심 주조에 의해 제조된 베어링 메탈의 성질은 주조 조건 및 주조 이후의 냉각 조건에 크게 의존하기 때문에, 인장 강도, 열적 피로 강도, 밀착 강도 등에 있어서의 현저한 분산 문제라든지, 저널 베어링의 신뢰성 결여의 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 로터 등에 슬라이드식으로 접촉하고 우수한 밀착 강도 및 열적 피로 강도를 갖는 연질 합금층을 형성할 수 있고, 그 제조 비용을 절감할 수 있는 연질 합금층 형성 장치 및 연질 합금층 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서는, 베어링 메탈 등의 연질 합금층을 형성하기 위해 빌드업 용접(build-up welding) 공정이 채용된다. 먼저, 이러한 빌드업 용접 공정을 채용하는 배경을 설명한다.
빌드업 용접 공정은, 예를 들면 평면 구조를 갖는 스러스트 베어링(thrust bearing)의 베어링 메탈의 제조 방법으로서 적용된다. 도 23a 내지 도 23d는 평면 구조를 갖는 스러스트 베어링의 베어링 메탈의 제조 방법으로서 적용되는 종래의 빌드업 용접 공정의 단계들을 묘사하기 위한 용접부의 단면을 도시하는 도면이다.
빌드업 용접 공정에서는, 도 23a에 도시된 바와 같이 베이스 메탈(320)과 용접 토치(321) 사이에 아크(322)가 발생하고, 베어링 메탈 와이어(323)가 아크(322) 내로 삽입되며, 베어링 메탈 와이어(323)를 용융시키면서 베이스 메탈(320)의 표면에 베어링 메탈층(324)이 육성(빌드업)된다. 또한, 이러한 빌드업 용접 공정에서는, 용접 토치(321) 또는 베이스 메탈(320)이 수평 방향으로 이동하면서 빌드업이 반복됨으로써, 베이스 메탈(320)의 표면과 베어링 메탈층(324)이 라이닝된다. 또한, 한 층씩 육성될 수 있는 베어링 메탈층(324)의 두께는 약 2㎜ 내지 3㎜이기 때 문에, 도 23b에 도시된 바와 같이, 전술한 라이닝 단계를 반복해서 베어링 메탈층(324)을 적층 및 정렬함으로써 베어링 메탈층을 소정의 두께로 제조한다(도 23c 참조). 이후, 도 23d에 도시된 바와 같이, 표면이 기계가공에 의해 마감처리되어 스러스트 베어링을 완성한다. 이러한 종래의 빌드업 용접 공정은 원심 주조에 비해 베어링 메탈의 응고 속도를 증가시킬 수 있기 때문에, 우수한 인장 강도 및 열적 피로 강도를 갖는 베어링 메탈층(324)이 제조될 수 있다. 또한, 적절한 빌드업 용접 조건을 선택함으로써, 베이스 메탈(320)과 베어링 메탈층(324) 사이의 계면에는 계면 반응층이 형성되어, 높은 밀착 강도를 얻을 수 있다. 그러므로, 종래의 원심 주조에서의 도금은 더이상 불필요해지며, 비용 절감이 가능해진다. 또한, 용접 토치(321) 또는 베이스 메탈(320)을 수평 방향으로 일정한 속도로 이동시킴으로써, 베어링 메탈층(324)이 소정의 두께로 베이스 메탈(320)의 표면에 자동으로 형성될 수 있고, 이로 인해 종래의 원심 주조에 비해 제조 시간을 1/10 이하로 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명자는 종래의 빌드업 용접 공정의 실험, 즉 용접 토치 또는 베이스 메탈을 수평 방향으로 이동하면서 저널 베어링의 베이스 메탈의 만곡면에 베어링 메탈층을 라이닝하는 실험을 수행했다. 이로써, 인장 강도 및 밀착 강도가 원심 주조에 비해 높기는 하지만, 베어링 메탈층의 밀착 강도에 있어서는 유사한 빌드업 용접 공정에 의해 생산된 스러스트 베어링에 비해 현저한 분산이 있다는 것을 발견했다.
또한, 본 발명자는 빌드업 용접 조건을 바꾸고, 용접 토치 또는 베이스 메탈 을 수평 방향으로 이동시키면서 저널 베어링의 베이스 메탈의 만곡면에 라이닝함으로써 베어링 메탈층을 실험적으로 생산했고, 그 밀착 강도를 평가했고, 베이스 메탈과 베어링 메탈 사이의 계면 구조를 상세하게 검사했다. 도 24a 내지 도 24c는 베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면 구조를 검사한 결과에 의거한 베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면부의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면 구조를 검사한 결과, 빌드업 용접의 용접 전류가 너무 낮으면, 베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면에서 계면 반응층이 관찰되지 않았고, 그 밀착 강도는 작았다(도 24a 참조). 한편, 용접 전류가 너무 높으면, 베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면에 두께가 두꺼운 계면 반응층(332)이 형성되었고, 이 경우에 밀착 강도는 작았다(도 24b 참조). 또한, 적정한 용접 전류로 용접이 수행된 경우에는, 부분적으로 두께가 얇은 계면 반응층(332)이 균일하게 형성되었고, 높은 강도를 나타냈다(도 24c 참조). 상술한 계면 반응층이 스러스트 베어링과 같은 평평한 표면상에서는 얇고 균일한 두께를 가지며 용접 토치와 베이스 메탈 사이의 거리가 저널 베어링과 같은 원호면 상에서는 약간 변하기 때문에, 베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면 상의 계면 반응층의 두께는 불균일해진다는 점도 발견했다. 또한, 계면 반응층(332)의 불균일성과 밀착 강도 사이에 양호한 상관관계가 있다는 것도 발견했다.
도 25는 베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면 구조를 주사형 전자 현미경(scanning electron microscope)으로 관찰한 결과에 의거한 베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면의 단면을 개략적으로 도시하는 도면이다. 베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면 구조를 주사형 전자 현미경으로 관찰하여 분석한 결과, 계면 반응층(332)은 주로 Fe, Sn, 및 Sb로 형성된 금속간 화합물 상(intermetallic compound phase)이라는 점을 발견했다. 또한, 주로 Cu로 구성된 얇은 분리층(333)이 계면 반응층(332)의 베어링 메탈층(331) 측에서 관찰되었다. 특히, 베이스 메탈(330)의 성분으로서의 철(iron)과 베어링 메탈층(331)의 성분으로서의 Sn, Sb는 베이스 메탈(330)과 베어링 메탈층(331) 사이의 계면에 계면 반응층(332)을 형성하고, 이 반응으로 인해, 베어링 메탈층(331)이 높은 밀착 강도를 갖는다는 것이 명백하다. 한편, 베어링 메탈층(331)의 합금 성분으로서의 Cu는, Fe와는 합금 또는 금속간 화합물 상을 형성하지 않고 베어링 메탈층(331)의 밀착 강도를 저하시키기 때문에, 계면 반응층(332)과 베어링 메탈층(331) 사이에서 분리된다는 것이 명백하다.
따라서, 높은 밀착 강도를 안정적으로 얻기 위해 베어링 메탈층에 대해서는, 전술한 계면 반응층을 적정한 두께로 제어하는 것이 중요하지만, 스러스트 베어링과 같은 평평한 표면과는 달리 저널 베어링의 원호면 상에서의 빌드업 용접에서는 용접 거리(용접 토치와 베이스 메탈간 거리)를 일정하게 유지하기 어렵다. 본 발명자는 이러한 것이 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 계면 상에 형성된 계면 반응층의 두께의 불균일성에 기인한다고 생각했다. 따라서, 본 발명자는 저널 베어링과 같은 원호면 상에서의 빌드업 용접에 적합한 범위 내로 되도록 베이스 메탈 과 베어링 메탈층 사이의 계면에 형성된 계면 반응층의 두께를 제어함으로써, 높은 밀착 강도를 안정적으로 얻을 수 있다고 생각해냈고, 결국 본 발명을 착상하게 되었다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 원호면인 베이스 메탈의 내주면에, 연질의 합금으로 구성되고 로터와 미끄럼식으로 접촉하는 연질 합금층을 빌드업 용접 공정에 의해 형성하는 연질 합금층 형성 장치가 제공되고, 상기 장치는 상기 베이스 메탈의 내주의 중심축을 회전축으로 하여, 회전 가능하게 상기 베이스 메탈을 지지하는 베이스 메탈 지지부, 및 상기 회전축의 축 방향으로 이동 가능하고, 상기 베이스 메탈의 내주면으로부터 소정 거리에 고정되고, 상기 베이스 메탈과의 사이에 아크를 발생시키는 아크 발생 유닛을 포함하고, 상기 베이스 메탈 지지부에 의해 상기 베이스 메탈을 회전시키고 상기 아크 발생 유닛과 상기 베이스 메탈의 내주면 사이의 상기 소정 거리를 일정하게 유지하면서, 상기 아크 발생 유닛에 의해 발생된 아크에 의해 연질 합금으로 구성되는 연질의 합금 부재를 용융함으로써, 상기 베이스 메탈의 내주면에 연질 합금층을 형성한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 원호면인 베이스 메탈의 내주면에, 연질의 합금으로 구성되고 로터와 미끄럼식으로 접촉하는 연질 합금층을 빌드업 용접 공정에 의해 형성하는 연질 합금층 형성 방법이 제공되고, 상기 방법은 상기 베이스 메탈의 내주의 중심축을 회전축으로 하여, 회전 가능하게 상기 베이스 메탈을 지지하는 공정, 및 상기 베이스 메탈을 회전시키고 상기 회전축의 축 방향으로 이동 가능한 아크 발생 유닛과 상기 베이스 메탈의 내주면 사이에서 소정 거리를 일정하게 유지하면서, 상기 아크 발생 유닛과 상기 베이스 메탈 사이에서 발생된 아크에 의해 연질 합금으로 구성되는 연질 합금 부재를 용융함으로써, 상기 베이스 메탈의 내주면에 연질 합금층을 형성하는 공정을 포함한다.
본 발명은 로터 등에 슬라이드식으로 접촉하고 우수한 밀착 강도 및 열적 피로 강도를 갖는 연질 합금층을 형성할 수 있고, 그 제조 비용을 절감할 수 있는 연질 합금층 형성 장치 및 연질 합금층 형성 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 설명되어 지지만 이들 도면은 오로지 설명을 목적으로 제공되며 어떤 경우에도 본 발명을 한정하는 것을 의도로 하지 않는다.
이하 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1 실시예)
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2a 및 도 2b는 다른 구성의 베이스 메탈 지지부(20)를 가진 연질 합금층 형성 장치(10)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)를 이용하여 연질 합금층(15)이 형성되어 있는 베이스 메탈의 단면을 나타낸 도면이다. 도 4는 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
연질 합금층 형성 장치(10)는 원호면(arc face)으로 구성되는 베이스 메 탈(40)의 내주면(inner peripheral face)(41)에, 예를 들면 터빈 로터(turbine rotro)와 같은 로터와 미끄럼 가능하게 접촉하는, 연질 합금으로 구성된 연질 합금층(15)을 빌드업 용접 공정에 의해 형성하는 장치이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 연질 합금층 형성 장치(10)는 베이스 메탈 지지부(20)와 아크 발생 유닛(30)을 가진다.
베이스 메탈 지지부(20)는 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)을 회전축으로 하여 베이스 메탈(40)을 회전 가능하게 지지한다. 도 1에는 베이스 메탈(40)이 회전 롤러(21)에 의해서 하부측으로부터 지지되는 예가 도시되어 있음을 알 수 있다. 이 구조에서, 베이스 메탈(40)은 중공 기둥으로 형성되고, 베이스 메탈(40)의 외주의 중심축은 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축과 일치한다. 따라서, 소정의 방향으로 회전 롤러(21)를 회전시킴으로써, 베이스 메탈(40)을, 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)을 회전축으로 하여 회전시킬 수 있다.
베이스 메탈 지지부(20)의 구성은 이 구성에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 베이스 메탈(40)의 외주면이 4개의 지지 암(arm)(22)에 의해 단단히 유지되고, 지지 암(22)은 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)을 회전축으로 하여 회전되는 구성이 될 수도 있다. 즉, 베이스 메탈 지지부(20)의 구성은 특별히 한정되지 않으며, 베이스 메탈(40)이, 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)을 회전축으로 하여 회전될 수 있는 구성이면 충분하다.
또한, 베이스 메탈(40)은 원통을 둘로 분할하거나 또는 셋 이상으로 분할한 형상을 가질 수도 있다. 또한, 이들 구성에서, 베이스 메탈(40)은 베이스 메 탈(40)의 내주의 중심축(42)을 회전축으로 하여 베이스 메탈 지지부(20)에 의해서 회전된다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 원통을 둘로 분할한 형상을 가진 베이스 메탈(40)은, 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)을 회전축으로 하여 회전 가능한 회전 디스크(23) 상에, 예를 들면, 플랜지부(40c)를 통하여 볼트(24) 등에 의해서 고정될 수 있다. 이 구성에서, 연질 합금층(15)의 형성은 원통을 둘로 분할한 형상을 가진 베이스 메탈(40)의 일 측단부(40a)로부터 시작하여 타 측단부(40b)까지 행해진다. 또한, 형성된 연질 합금층(15)에서, 회전축 방향의 폭이 더 요구되는 경우, 아크 발생 유닛(30)은 형성된 연질 합금층(15)의 폭에 대응하는 거리만큼 회전축 방향으로 이동되고, 재차 연질 합금층(15)이 베이스 메탈(40)의 일 측단부(40a)로부터 타 측단부(40b)까지 형성된다. 여기서, 재차 연질 합금층(15)을 형성할 때, 베이스 메탈(40)의 일 측단부(40a)로부터 연질 합금층(15)의 형성을 개시하는 이유는 베이스 메탈(40)의 일 측단부(40a)의 온도가 저하(低下)하기 때문이다.
아크 발생 유닛(30)은 베이스 메탈(40)과의 사이에서 아크(31)를 발생시키고, 이 아크(31)에 의해서, 베이스 메탈(40)과 아크 발생 유닛(30) 사이에 삽입된 연질 합금으로 이루어진 연질 합금 부재(50)를 용융하여, 베이스 메탈(40)의 내주면(41)에 연질 합금층(15)을 형성한다. 아크 발생 유닛(30)은, 예를 들면 용접 토치(welding torch) 등으로 구성된다. 아크 발생 유닛(30)은 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축 방향, 즉 회전축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 베이스 메탈(40)의 내주면(41)으로부터 소정의 이격 거리 L로 이격되어 고정된다. 구체적으로, 베이스 메탈(40)의 내주면(41)과 아크 발생 유닛(30) 사이의 이격 거리 L은, 심지어 아크 발생 유닛(30)이 회전축 방향으로 이동되거나 또는 베이스 메탈(40)이 베이스 메탈 지지부(20)에 의해서 회전되는 경우에도, 일정 이격 거리 L로 항상 유지된다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 아크 발생 유닛(30)의 선단부는 베이스 메탈(40)의 내주면(41)의 최하부면으로부터 상술한 거리 L로 수직 방향의 하방으로 설치되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 용융된 연질 합금이 아래 방향으로 흐르는 것을 방지하고, 균일한 두께의 연질 합금층(15)을 형성하기 위해서, 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 내에서 최하면(중력 방향으로 최하면)이 되는 부분에 용접이 행해지는 것이 바람직하다. 부가적으로, 이격 거리 L은 용접 전류 및 베이스 메탈(40)의 구성 재료 등에 따라 가장 적절한 거리로 설정될 수 있다.
여기서, 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 상에 연질 합금층(15)의 제 1 층을 형성하기 위한 용접 전류보다, 제 1 층에 적층함으로써 형성된 2층 이상의 연질 합금층(15)을 형성하는 용접 전류가 더 작게 설정되는 것이 바람직하다. 베이스 메탈 지지부(20)에 의해 베이스 메탈(40)을 회전시키고, 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축인 회전축 방향으로 소정의 진폭과 주파수로 아크 발생 유닛(30)을 요동(weaving)시키면서, 제 1 층을 형성하고, 이와 마찬가지로, 제 1 층 위에 제 2 층, 그 위에 제 3 층을 적층하여 형성함으로써, 연질 합금층(15)이 소정의 두께로 형성된다. 즉, 연질 합금층(15)은 복수의 빌드업 층(built-up layer)으로 형성된다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제 1 층과 베이스 메탈(40) 사이의 밀착 강도는, 제 2 층과 그 다음 연속하는 층을 형성하기 위한 용접 전류보다, 제 1 층을 형성하기 위한 용접 전류를 더 크게 설정함으로써, 증가시킬 수 있다. 한편, 제 2 층과 그 다음 연속하는 층은, 제 1 층을 위한 전류와 비교하여 더 작은 용접 전류로도 육성(built-up)이 가능하다. 또한, 제 2 층과 그 다음 연속하는 층을 위한 용접 전류를 작게 설정함으로써, 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에서의 온도의 증가를 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 형성된 계면 반응층(16)의 성장을 억제하고, 연질 합금층(15)의 구성의 열화(coarse)를 방지하는 것이 가능해진다.
연질 합금 부재(50)는 소위 화이트 메탈이라고 불리는 베어링 합금으로 형성되고, 일반적으로 Cu 및 Sb를 함유하는 Sn을 주성분으로 하여 구성된 Sn-Cu-Sb 합금으로 구성된다. 또한, 연질 합금 부재(50)의 구체적인 예로는 상술한 Sn-Cu-Sb 합금으로 구성된 용접 와이어를 들 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 발명자의 시험으로부터, 연질 합금 부재(50)를 형성하는 합금 성분으로서 Cu는 베이스 메탈(40)과의 밀착 강도의 향상에 거의 영향을 주지 않고, 계면 반응층(16)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 대하여 분리되고 밀착 강도를 약화시키는 것을 발견하였다.
따라서, 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 상에 연질 합금층(15)을 형성하기 위한 Sn-Cu-Sb 합금의 Cu 함유율을, 이 내주면(41) 상에 형성된 제 1 층 연질 합금층(15)의 위에 적층함으로써 형성되는 제 2 층 연질 합금층(15)과 그 후속하는 층 들을 형성하기 위한 Sn-Cu-Sb 합금의 Cu 함유율보다 작게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 베이스 메탈(40)의 내주면 상에 연질 합금층(15)을 형성하기 위한 Sn-Cu-Sb 합금의 Cu 함유율은 1중량% 내지 5중량%, 더욱 바람직하게는 3중량% 내지 5중량%인 것이 바람직하다. 여기서, 베이스 메탈(40)의 내주면 상에 연질 합금층(15)을 형성하기 위한 Sn-Cu-Sb 합금의 Cu 함유율을 상기 범위로 하는 것이 바람직한 이유는, Cu 함유율이 1중량%보다 작은 경우에는 연질 합금층(15)의 기계적인 강도 등이 저하하고, Cu 함유율이 5중량%보다 큰 경우에는 계면 반응층(16)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 대한 Cu의 분리가 현저해지고, 밀착 강도가 저하하기 때문이다. 또한, 베이스 메탈(40)의 내주면 상에 연질 합금층(15)을 형성하기 위한 Sn-Cu-Sb 합금의 Cu 함유율을 상기 범위 내로 설정함으로써, 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면 상에, 도 4에 나타낸 바와 같이, 부분적으로 얇고 균일한 계면 반응층(16)이 형성되고, 밀착 강도, 인장 강도 및 열피로 강도가 우수한 연질 합금층(15)이 형성될 수 있다.
한편, 연질 합금층(15)의 제 2 층 및 그 다음 연속하는 층들을 형성하기 위한 Sn-Cu-Sb 합금으로서, 예를 들면, 8중량% 내지 10중량%인 Sb와 5중량% 내지 6중량%인 Cu를 함유하는 Sn을 주성분으로 구성된 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 연질 합금층(15)의 제 2 층 및 그 다음 연속하는 층들을 형성하기 위한 Sn-Cu-Sb 합금으로서, 구체적으로, 화이트 메탈 제 2 클래스(white metal 2nd class : WJ2) 등이 사용된다.
다음으로, 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)로 연질 합금 층(15)을 형성하는 방법을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
베이스 메탈(40)은 베이스 메탈 지지부(20) 상에 배치되고, 베이스 메탈(40)은 소정의 회전 속도로 회전된다. 이어서, 아크 발생 유닛(30)이, 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)인 회전축 방향으로 소정의 진폭(예를 들면, 5mm 내지 10mm)과 주파수(예를 들면, 1Hz 내지 5Hz)로 요동되고, 아크 발생 유닛(30)과 베이스 메탈(40) 사이에 소정의 전압이 인가되어 아크(31)를 발생시킨다. 아크 발생 유닛(30)의 진폭, 주파수 등이 베이스 메탈(40)의 회전 속도, 용접 속도 등과 같은 용접 조건에 기초하여 적절하게 설정되는 것을 알 수 있다. 또한, 베이스 메탈(40)의 내주면과(41)과 아크 발생 유닛(30) 사이의 이격 거리 L은 항상 일정하게 유지된다.
이어서, 연질 합금 부재(50)의 선단은 소정의 속도로 아크(31) 속으로 삽입되어 연질 합금 부재(50)가 용융되고, 이에 의해서 베이스 메탈(40)의 내주면 상에 연질 합금층(15)이 형성된다. 이때, 베이스 메탈(40)의 일 회전에 의해, 아크 발생 유닛(30)의 진폭에 대응하는 회전축 방향의 폭을 갖는 연질 합금층(15)이 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 상에 형성된다. 연질 합금층(15)에서, 회전축 방향의 폭이 더 요구되는 경우, 아크 발생 유닛(30)이 아크 발생 유닛(30)의 진폭에 대응하는 거리 만큼 회전축 방향으로 이동되어, 마찬가지 방식에 의해서 연질 합금층(15)이 더 형성된다.
이어서, 복수의, 즉 제 2 층 및 또한 제 3 층의 연질 합금층(15)이, 베이스 메탈(40)의 내주면 상에 형성된 연질 합금층(15)의 제 1 층 상에, 동일한 방법에 의해서 적층되고, 이에 의해서 소정의 두께를 가진 연질 합금층(15)이 형성된다. 상술한 바와 같이, 연질 합금층(15)의 제 2 층 및 이에 연속하는 층들을 형성하기 위한 용접 전류는 제 1 층을 형성하기 위한 용접 전류보다 작을 수 있다. 또한, 연질 합금층(15)의 제 2 층 및 이에 연속하는 층들을 형성하기 위해서, 제 1 층을 형성하기 위한 연질 합금 부재(50)의 Cu 함유율보다 높은 Cu 함유율을 갖는 연질 합금 부재(50)를 사용하는 것이 가능하다. 소정의 두께를 갖는 연질 합금층(15)이 상기 방법에 의해서 형성된 후, 연질 합금층(15)의 표면은 기계가공에 의해 마무리되어 최종 두께를 얻는다.
상기 설명한 바와 같이, 연질 합금층(15)은 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 위에 형성된다. 여기서, 상기 설명한 방법에 의해 연질 합금층(15)이 형성된 베이스 메탈(40) 상에, 박형 경계면 반응층(16)은 도 4에 나타낸 바와 같이 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 경계면에 부분적으로 균일하게 형성된다. 계면 반응층(16)은 평균 5㎛ 내지 20㎛의 두께(t)를 갖는 것이 바람직하다. 이 범위의 두께(t)가 바람직한 이유는 이 범위보다 두껍거나 작으면 밀착 강도가 감소하기 때문이다. 또한, 계면 반응층(16)의 두께(t)를 평균 5㎛ 이상으로 함으로써, 계면 반응층(16)이 전혀 형성되지 않은 영역의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 계면 반응층(16)은 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 균일하게 형성될 수 있다. 또한, 계면 반응층(16)의 두께(t)를 평균 20㎛ 이하로 함으로써, 연질 합금층(15)과 계면 반응층(16) 사이의 계면에 Cu의 연속적인 분리가 억제될 수 있다. 따라서, 계면 반응층(16)은 베이스 메탈(40)의 내주면(41)에 대해 높은 밀착 강도를 갖고 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성된 연질 합금층(15)에서, 예를 들면 연질 합금층(15)의 일부가 열화될 경우, 상기 열화된 부분을 기계가공에 의해 절단함으로써 제거하고, 제거된 부분 위에 연질 합금층(15)이 상기 설명한 방법에 의해 새롭게 형성될 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, 연질 합금층(15)은 부분적으로 보수될 수 있다.
여기서, 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)에 의해 형성된 연질 합금층(15)을 갖는 베이스 메탈(40)은, 예를 들면, 윤활유를 통하여 증기 터빈 로터와 증기 터빈 발전기 로터를 지지하는 저널 베어링(journal bearing), 수소 냉각식의 터빈 발전기용 밀봉 링 기구 등으로서 사용될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)는 이 부분들 위에 연질 합금층을 형성하는 용도로 사용될 뿐만 아니라, 터빈 로터 등과 같은 로터를 미끄럼식으로 접촉하는 부분에 상기 연질 합금층을 형성하는 데에 널리 적용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)는, 예를 들면, 패드형 베어링과 같은 베이스 메탈의 하반(lower-half) 내주면 위에 분할된 미끄럼 표면을 형성하는 데에도 사용될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)에 의해, 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)을 회전축으로 하여 베이스 메탈(40)이 베이스 메탈 지지부(20)에 의해 회전하면서 연질 합금층(15)이 형성될 수 있고, 아크 발생 유닛(30)과 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 사이의 이격 거리(L)는 항상 일정하게 유지된다. 따라서, 연질 합금층(15)은 용접 거리 등의 용 접 조건이 동일한 상태에서 형성될 수 있고, 이에 의해 예를 들면 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 형성된 계면 반응층(16)의 두께가 적절한 범위 내에서 균일하게 될 수 있다. 따라서, 높은 밀착 강도를 갖는 연질 합금층(15)은 베이스 메탈(40)의 내주면을 따라 형성될 수 있다.
(제 2 실시예)
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명의 제 2 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)는 연질 합금층(15)에 냉각 가스를 분출하는 냉각 가스 분출 유닛(60)와, 베이스 메탈(40)의 외주면을 냉각하는 베이스 메탈 냉각 유닛(70)을 갖는 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)를 설치함으로써 구성된다. 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)의 것과 동일한 구성요소는 동일한 번호가 주어지고, 중복된 설명은 생략하거나 간단하게 한 것에 유의한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 연질 합금층 형성 장치(10)는 베이스 메탈 지지부(20), 아크 발생 유닛(30), 냉각 가스 분출 유닛(60) 및 베이스 메탈 냉각 유닛(70)을 포함한다.
냉각 가스 분출 유닛(60)는 노즐 등의 분출구를 통하여 연질 합금층(15)에 냉각 가스(61)를 분출하고, 베이스 메탈(40)의 외주면으로부터 소정 거리에 위치한 분출구를 갖는다. 이 냉각 가스 분출 유닛(60)도 아크 발생 유닛(30)과 마찬가지로, 베이스 메탈(40)이 회전할 때에도 베이스 메탈(40)의 내주면으로부터 이격 거리가 항상 일정하게 유지되어 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 형성된 연질 합 금층(15)은 균일하게 냉각될 수 있다. 냉각 가스 분출 유닛(60)으로부터 분출된 냉각 가스(61)로서, N, Ar 등의 불활성 가스, 또는 공기가 사용된다. 그 중에서, 냉각 가스(61)로서, 예를 들면 연질 합금층(15)의 산화 등을 방지하기 위한 N, Ar 등의 불활성 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
베이스 메탈 냉각 유닛(70)은 베이스 메탈(40)의 외주면을 냉각하고, 도 5에 나타낸 바와 같이 예를 들면, 베이스 메탈(40)의 외주면의 하반에 접촉하여 배치된 수냉식 재킷(71) 등으로 구성된다. 베이스 메탈 냉각 유닛(70)의 구조체는 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 수냉식 재킷은 베이스 메탈(40)의 외주면 전체에 접촉하여 설치될 수 있다는 것에 유의한다. 또한, 수냉식 재킷에는 냉각수를 공급하는 공급구(71a)와 냉각수를 배출하는 배출구(71b)가 설치된다. 또한, 베이스 메탈 냉각 유닛(70)은 예를 들면, 베이스 메탈(40)의 외주면에 물 등의 냉각수를 분출하기 위해 노즐 등으로 구성될 수 있다. 즉, 베이스 메탈 냉각 유닛(70)의 구조체는 특히 한정되지 않고, 베이스 메탈(40)의 외주면을 냉각하기 위해 구조체를 갖는 것이면 충분하다. 덧붙여 말하자면, 베이스 메탈 냉각 유닛(70)은 용융 직후에 연질 합금층(15)을 충분히 냉각하도록, 베이스 메탈(40)을 통해 아크 발생 유닛(30)과 대향하는 위치에서 베이스 메탈(40)의 외주면으로부터 소정의 이격 거리로 배치되는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)에 의한 연질 합금층(15)의 형성 방법을 도 5를 참조하여 설명한다.
베이스 메탈(40)은 베이스 메탈 지지부(20) 위에 배치되고, 베이스 메탈(40) 은 소정의 회전 속도로 회전한다. 이어서, 냉각 가스(61)는 냉각 가스 분출 유닛(60)로부터 연질 합금층(15)이 형성된 베이스 메탈(40)의 내주면(41)을 향해 분출된다. 또한, 냉각수는 베이스 메탈 냉각 유닛(70)에 공급되어 베이스 메탈(40)의 외주면을 냉각한다.
이어서, 아크 발생 유닛(30)은 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)인 회전축 방향으로 소정의 진폭(예를 들면 5mm 내지 10mm)과 주파수(1Hz 내지 5Hz)로 요동되고, 소정의 전압이 아크 발생 유닛(30)과 베이스 메탈(40) 사이에 인가되어 아크(31)가 발생된다. 아크 발생 유닛(30)의 진폭, 주파수 등은 베이스 메탈(40)의 회전 속도, 용접 속도 등의 용접 조건에 의거하여 적절히 설정되는 것을 유의한다. 또한, 아크 발생 유닛(30)과 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 사이의 이격 거리(L)는 항상 일정하게 유지된다.
이어서, 연질 합금 부재(50)의 선단은 소정 속도로 아크(31) 내에 삽입되어 연질 합금 부재(50)를 용융하고, 이에 의해 베이스 메탈(40)의 내주면에 연질 합금층(15)을 형성한다. 이때, 베이스 메탈(40)의 1회전에 의해, 아크 발생 유닛(30)의 진폭에 대응하는 회전축 방향의 폭을 갖는 연질 합금층(15)은 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 위에 형성된다. 연질 합금층(15)에서, 회전축 방향의 폭이 더 필요하면, 아크 발생 유닛(30)은 아크 발생 유닛(30)의 진폭에 대응하는 거리만큼 회전축 방향으로 이동하여, 마찬가지의 방법에 의해 연질 합금층(15)을 더 형성한다.
이어서, 복수의, 즉 제 2 층과 또한 제 3 층의 연질 합금층(15)은 베이스 메 탈(40)의 내주면에 형성된 연질 합금층(15)의 제 1 층 위에 동일한 방법에 의해 적층되고, 이에 의해 연질 합금층(15)은 소정의 두께로 형성된다. 상기 설명한 바와 같이, 연질 합금층(15)의 제 2 층과 다음 층들을 형성하기 위해, 용접 전류는 제 1 층을 형성하기 위한 것보다 작을 수 있다. 또한, 연질 합금층(15)의 제 2 층과 다음 층들을 형성하기 위해, 제 1 층을 형성하기 위한 연질 합금 부재(50)의 것보다 더 높은 Cu 함유율을 갖는 연질 합금 부재(50)를 사용할 수 있다. 소정의 두께를 갖는 연질 합금층(15)이 상기 방법에 의해 형성된 후에, 연질 합금층(15)의 표면은 기계가공에 의해 마무리되어 최종 두께를 얻는다.
상기 설명한 바와 같이, 냉각 가스 분출 유닛(60)과 베이스 메탈 냉각 유닛(70)에 의해 형성된 연질 합금층(15)을 급랭시킴으로써, 연질 합금층(15)의 형성 구조체는 미세화될 수 있다. 따라서, 인장 강도와 열 피로 강도(thermal fatigue strength)가 향상될 수 있고, 계면 반응층(16)의 성장과 연질 합금층(15)의 구조체의 성장이 억제될 수 있다. 또한, 연질 합금층(15)은 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 위에 높은 밀착 강도로 형성될 수 있다. 게다가, 연질 합금층(15)이 급속하게 냉각되어 응고되기 때문에, 상기 형성된 연질 합금층(15)은 예를 들면, 베이스 메탈(40)의 회전 속도가 증가할 때조차 흘러 떨어지지 않는다.
여기서, 연질 합금층(15)의 평균 냉각 속도는 대략 10℃/sec 내지 50℃/sec인 것이 바람직하고, 이 범위에서도, 평균 냉각 속도가 높을수록 좋다. 이 범위의 평균 냉각 속도가 바람직한 한 이유는 평균 냉각 속도가 이 범위보다 낮으면 연질 합금층(15)의 형성 구조체를 가장 적절히 미세화하는 것이 어렵고, 또한 경계면 반 응층(16)의 성장을 이끌기 때문이다. 다른 이유는 평균 냉각 속도가 이 범위보다 높으면, 연질 합금층(15)이 충분히 퍼지지 않아서 베이스층에 빈약하게 고정된 상태로 응결하고, 블로우 홀(blow hole) 등의 결함이 쉽게 발생할 수 있기 때문이다. 또한, 이 평균 냉각 속도는 연질 합금층(15)의 가장 높은 온도(아크에 의해 용융되는 온도, 예를 들면 화이트 메탈 제 2 클래스(WJ2)의 450℃)로부터, 연질 합금층(15)을 형성하는 재료의 응결 시작 온도 이하이고 연질 합금층(15)의 구조적 성장이 충분하게 되지 않는 온도(예를 들면, 화이트 메탈 제 2 클래스의 300℃)로 냉각되는 속도를 의미한다.
냉각 가스 분출 유닛(60)과 베이스 메탈 냉각 유닛(70)을 설치한 일례는 제 2 실시예의 상기 설명한 연질 합금층 형성 장치(10)에 나타나 있다. 그러나, 연질 합금층(15)이 전술한 평균 냉각 속도로 냉각될 수 있으면 상기 장치들 중 적어도 어느 하나를 갖는 것으로 충분하다는 것에 주목한다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)에 의해, 연질 합금층(15)은 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)을 회전축으로 하여 베이스 메탈(40)이 베이스 메탈 지지부(20)에 의해 회전되는 동안 형성될 수 있고, 아크 발생 유닛(30)과 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 사이의 이격 거리(L)는 항상 일정하게 유지된다. 따라서, 연질 합금층(15)은 용접 거리 등의 용접 조건이 동일한 상태에서 형성될 수 있고, 이에 의해 예를 들면 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 형성된 계면 반응층(16)의 두께가 적절한 범위 내에서 균일하게 될 수 있다. 따라서, 높은 밀착 강도를 갖는 연질 합금층(15)은 베이스 메탈(40)의 내주면(41)을 따라 형성될 수 있다.
게다가, 본 발명의 제 2 실시예의 연질 합금층 형성 장치(10)에서는, 냉각 가스 분출 유닛(60)과 베이스 메탈 냉각 유닛(70)이 설치되고, 연질 합금층(15)의 형성 구조체는 형성된 연질 합금층(15)을 급랭시킴으로써 미세화될 수 있다. 따라서, 인장 강도와 열 피로 강도가 향상될 수 있고, 계면 반응층(16)의 성장과 연질 합금층(15)의 구조체의 성장이 억제될 수 있다. 이는 또한 상기 베이스 메탈(40)의 내주면(41)을 따라 높은 밀착 강도를 갖는 연질 합금층(15)을 형성하게 한다.
다음에, 실례와 비교예에 의거하여, 본 발명에 따른 연질 합금층 형성 장치(10)에 의해 형성된 연질 합금층(15)이 뛰어난 밀착 강도와 인장 강도를 갖는 것을 설명한다.
(실례 1)
실례 1에서, 381mm의 내경, 481mm의 외경 및 85°의 중심각을 갖는 저널 베어링을 부분적으로 모방한 구조용 강재(structural steel)로 이루어진 베이스 메탈(40)이 준비되었다. 연질 합금층의 형성 방법은 제 1 실시예에서 설명한 방법과 동일하고, 이에 의해 이하는 도 1과 관련하여 설명하는 것에 유의한다.
이 베이스 메탈(40)은 베이스 메탈 지지부(20) 위에 배치되었고, 베이스 메탈은 일 단부에서 타 단부로 회전축 방향으로 빌드업이 종료될 때 회전되었다. 이어서, 아크 발생 유닛(30)은 7mm의 진폭과 3Hz의 주파수로 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축(42)인 회전축 방향으로 요동되었고, 소정의 전압이 아크 발생 유닛(30)과 상기 베이스 메탈(40) 사이에 인가되어, 아크(31)가 발생되었다. 또한, 이 때 용접 전류는 190A이었다. 또한, 아크 발생 유닛(30)과 베이스 메탈(40)의 내주면 사이의 이격 거리(L)는 7mm로 일정하게 유지되었다.
이어서, 연질 합금 부재(50)는 40cm/min 내지 50cm/min의 속도로 아크(31) 내에 삽입되어 연질 합금 부재를 용융하여, 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 위에 아크 발생 유닛(30)의 진폭에 대응하는 회전축 방향의 폭을 갖는 연질 합금층(15)이 형성되었다. 여기서, 연질 합금 부재(50)로서, 화이트 메탈 제 2 그레이드(WJ2)가 사용되었다.
이어서, 아크 발생 유닛(30)은 아크 발생 유닛(30)의 진폭에 대응하는 거리만큼 회전축 방향으로 이동되었고, 연질 합금층(15)은 동일한 방법에 의해 더 형성되었다.
다음에, 복수의, 즉, 제 2 층, 제 3 층 및 제 4 층의 연질 합금층(15)이 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 위에 형성된 제 1 층의 연질 합금층(15) 위에 동일한 방법에 의해 적층되었고, 이에 의해 12mm의 두께를 갖는 연질 합금층(15)이 형성되었다.
연질 합금층(15)이 상기 설명한 바와 같이 제조된 베이스 메탈(40)로부터 시험용 조각이 견본 추출되었고, 인장 강도 시험과 밀착 강도 시험이 행해졌다. 도 6은 인장 강도 시험에 사용된 시험용 조각(100)의 단면도를 나타낸 도면이다. 도 7은 밀착 강도 시험에 사용된 시험용 조각(110)의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 6에 나타낸 인장 강도 시험에 사용된 시험용 조각(100)은 상기 형성된 연질 합금층(15)으로부터 회전축 방향으로 표본 추출되어 처리된 원통형 부재이다. 시험용 조각(100)은 6mm의 직경을 갖는 평행부(111)를 갖고, 30mm의 길이(M)를 갖는다. 그러한 시험용 조각(100) 7개가 제조되었고, 이들 시험용 조각(100)을 사용하여, 인장 강도 시험이 JIS Z2241에 따라 실온에서 행해졌다. 시험용 조각(100) 각각의 측정 결과로부터 평균값과 표준 편차가 계산되었다.
도 7에 나타낸 밀착 강도 시험에 사용된 시험용 조각(110)은 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 양쪽을 포함하여 견본 추출되어 처리된 원통형 부재이다. 시험용 조각(110)은 38mm의 직경(Da)과 24mm의 내경(Db)을 갖는 연질 합금층(15)으로 형성된 부분과, 28.82mm의 직경(Dc)과 12.1mm의 내경(Dd)을 갖는 베이스 메탈(40)로 형성된 부분을 갖는 단차형의 링형 시험용 조각이다. 그러한 시험용 조각(110) 7개가 제조되었고, 이들 시험용 조각을 사용하여 밀착 강도 시험이 ISO 4386/2-1982에 따라 실온에서 행해졌다. 시험용 조각(110) 각각으로부터의 측정 결과로부터 평균값과 표준 편차가 계산되었다. 또한, 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰하여 계면 반응층(16)의 두께를 측정하였고, 그 평균값을 얻었다.
인장 강도 시험과 밀착 강도 시험의 결과는 도 8 및 도 9에 나타낸다. 또한, 계면 반응층(16)의 두께는 평균 12㎛이었다.
(실례 2)
실례 2의 형성 방법은 실례 1의 연질 합금층(15)의 제 2 층과 다음 층들을 형성하기 위한 용접 전류가 실례 1의 연질 합금층(15)을 형성하기 위한 용접 전류보다 5% 정도까지 낮은 값(180A의 용접 전류)인 것을 제외하고 실례 1의 연질 합금 층(15)의 형성 방법과 동일하다. 또한, 실례 1의 연질 합금층(15)과 마찬가지로, 베이스 메탈(40)의 내주면(41) 위에 형성된 연질 합금층(15)은 4개의 층으로 형성되었고, 12mm의 두께를 갖는다.
시험용 조각은 연질 합금층(15)이 상기 설명한 바와 같이 제조된 베이스 메탈(40)로부터 견본 추출되었고, 인장 강도 시험과 밀착 강도 시험이 행해졌다. 시험용 조각의 형상 등은 실례 1의 것과 동일한 것에 유의한다. 인장 강도 시험과 밀착 강도 시험의 측정 방법, 측정 조건 등도 실례 1의 것과 동일하게 하였다. 또한, 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면의 단면은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰하여 계면 반응층(16)의 두께를 측정하였고, 그 평균값을 얻었다.
인장 강도 시험과 밀착 강도 시험의 결과는 도 8 및 도 9에 나타낸다. 또한, 계면 반응층(16)의 두께는 평균 8㎛이었다.
(비교예 1)
스러스트 베어링의 표면에 연질 합금층을 형성하는 종래의 빌드업 용접 공정과 유사하게, 연질 합금층을 형성하도록, 아크 발생 유닛은 베이스 메탈을 회전시키지 않고, 소정 방향으로 요동하여 이동되었다. 도 10은 아크 발생 유닛(30)이 이동하면서, 연질 합금층(15)을 형성하는 통상적인 빌드업 용접 공정을 설명하기 위해, 연질 합금층(15)이 형성되는 베이스 메탈(40)의 단면을 도시하는 도면이다.
비교예 1에서, 실시예 1과 유사하게, 381 ㎜의 내경과, 481 ㎜의 외경과, 85°의 중심각을 갖는 저널 베어링을 부분적으로 모방하는 구조용 강철로 이루어진 베이스 메탈(40)이 준비되었다.
아크 발생 유닛(30)은 베이스 메탈(40)의 일 측단부(40a)에 위치되고, 아크 발생 유닛(30)과 베이스 메탈(40) 사이에, 소정의 전압이 인가되어 아크(31)를 발생하였다.
다음, 40 ㎝/min 내지 50 ㎝/min의 속도로 아크(31)에 연질 합금 부재(50)를 넣으면서, 아크 발생 유닛(30)은 7 ㎜의 진폭과 3 ㎐의 주파수로 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축 방향으로 요동하며, 베이스 메탈(40)의 일 측단부(40a)로부터 베이스 메탈(40)의 다른 측단부(40b)로 수평으로 이동되었다. 다음, 연질 합금 부재가 용융되고, 아크 발생 유닛(30)의 진폭에 대응하여, 중심축 방향으로 폭을 갖는 연질 합금층(15)이 베이스 메탈(40)의 내주면에 형성되었다. 여기서, 연질 합금 부재(50)로서, 화이트 메탈 제 2 클래스(WJ2)가 사용되었다.
다음, 아크 발생 유닛(30)은 베이스 메탈(40)의 내주의 중심축 방향으로, 아크 발생 유닛(30)의 진폭에 대응하는 거리 만큼 이동되어, 연질 합금층(15)이 동일한 방법에 의해 더 형성되었다.
다음, 복수의, 즉 제 2 층, 제 3 층, 및 제 4 층의 연질 합금층(15)이 베이스 메탈(40)의 내주에 형성된 연질 합금층(15)의 제 1 층 위에, 동일한 방법에 의해 적층되고, 다음 12 ㎜의 두께를 갖는 연질 합금층(15)이 형성되었다.
상술한 바와 같이, 연질 합금층(15)이 마련되는 베이스 메탈(40)로부터, 시험 조각이 견본 추출되고, 인장 시험 및 밀착 강도 시험이 수행된다. 시험 조각의 형태 등은 실시예 1에서의 것과 동일함을 유의한다. 인장 시험과, 밀착 강도 시험에서, 측정 방법, 측정 조건 등은 실시예 1과 또한 동일하다. 또한, 연질 합금 층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면의 단면은 계면 반응층(16)의 두께를 측정하도록, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰하여, 그 평균값을 획득하였다.
인장 시험 및 밀착 강도 시험의 결과가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 또한, 계면 반응층(16)의 두께는 평균 75 ㎛이다.
(비교예 2)
비교예 2에서, 연질 합금층이 원심 주조(centrifugal casting)에 의해 형성되었다. 여기서, 도 22a 내지 도 22e를 참조하여 설명한다.
비교예 2에서, 381 ㎜의 내경과 481 ㎜의 외경을 갖는 저널 베어링을 모방하는 구조용 강철로 이루어진 베이스 메탈(310)이 준비되었다.
우선, 도 22a에 도시된 바와 같이, Ni로 형성된 도금층(311)이 베이스 메탈(31)의 내주면에 형성되었다.
도 22b에 도시된 바와 같이, 이 상태에서, 도금층(311)은 전기로를 사용하는 가열 장치(312)로 예열됨으로써, 베이스 메탈(310) 측에 확산되도록 되어, 베이스 메탈(310)과 일체화되었다.
다음, 용융 상태에서, 화이트 메탈 제 2 그레이드(white metal 2nd grade; WJ2)로 형성된 연질 합금인 베어링 메탈(313)이 베이스 메탈(310) 내에 붓고, 베이스 메탈(310)은 200 rpm의 회전 속도로 회전되었다(도 22d 참조). 부연하면, 이때, 도금층(311)은 용융 상태에서 연질 합금과 일체화되어, 사라졌다.
용융 상태에서, 연질 합금의 붓기가 완료된 후, 냉각수(314)를 베이스 메탈(310)의 외주면에 뿌려, 베이스 메탈(310)을 급랭시켜 용융 상태의 베이스 메 탈(313)을 응고시키고, 따라서 연질 합금층이 형성되었다(도 22e).
상술한 바와 같이, 연질 합금층이 형성되는 베이스 메탈(310)로부터, 시험 조각이 견본 추출되고, 인장 시험과 밀착 강도 시험이 수행되었다. 시험 조각의 형상 등은 실시예 1에서의 것과 동일하였다. 인장 시험과 밀착 강도 시험에서 측정 방법, 측정 조건 등이 실례 1에서의 것과 또한 동일하였다. 또한, 연질 합금층(베어링 메탈(313))과 베이스 메탈(310) 사이의 계면의 단면은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되어, 계면 반응층의 두께를 측정하고, 그 평균값을 획득하였다.
인장 시험과, 밀착 강도 시험의 결과가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 게다가, 어떠한 계면 반응층도 관찰되지 않았다.
(실례 1 및 실례 2와, 비교예 1 및 비교예 2의 요약)
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 실례 1 및 실례 2와, 비교예 1에서 빌드업 용접 공정에 의해 형성된 연질 합금층은 비교예 2에서 원심 주조에 의해 형성된 연질 합금층과 비교하여, 높은 인장 강도와 높은 밀착 강도 모두를 갖고, 낮은 표준 편차를 더 가졌다. 따라서, 원심 주조가 사용되는 경우와 비교하여, 빌드업 용접 공정이 사용되는 경우, 인장 강도와, 밀착 강도에서 더욱 우수함을 갖고, 이들 강도에서 작은 불균일을 갖는 연질 합금층이 획득될 수 있었다. 또한, 빌드업 용접 공정을 채용하는 것들 중에, 실례 1 및 실례 2에서와 같이, 베이스 메탈을 회전시킴으로써 용접 거리를 일정하게 유지하는 동안 형성된 연질 합금층은, 비교예 1에서와 같이 용접 거리를 일정하게 유지하지 않고 형성된 연질 합금층과 비교하여, 높은 인장 강도와, 밀착 강도를 갖고, 작은 표준 편차를 더 가졌다. 특히, 이 경 향은 밀착 강도 및 그것의 표준 편차에서 현저했다.
여기서, 도 11은 실례 2에서 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면의 단면을, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 사진이다. 도 12는 비교예 1에서의 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 사진이다. 실례 2에서 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면에 형성된 계면 반응층(16)의 두께(평균 8 ㎛)는 비교예 1에서 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면에 형성된 계면 반응층(16)의 두께(평균 75 ㎛)와 비교하여, 충분히 얇음을 알 수 있었다.
상기로부터, 아크가 안정되도록 용접 거리 일정하게 유지하고 베이스 메탈과 연질 합금층 사이의 계면에 생성된 계면 반응층의 두께를 적당하게 제어함으로써, 인장 강도 및 밀착 강도가 향상되고, 강도의 분산이 억제될 수 있음이 명백하였다.
(실례 3)
실례 3에서, 실례 2에서 사용된 연질 합금층 형성 장치(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각 가스 분출 유닛(60)과 베이스 메탈 냉각 유닛(70)이 설치되고, 이 연질 합금층 형성 장치(10)는 연질 합금층(15)을 형성하도록 사용되었다. 다른 조건들은 실례 2에서 연질 합금층(15)의 형성 방법과 동일하다.
여기서, 냉각 가스 분출 유닛(60)의 냉각 가스(61)로서, Ar 가스는 Ar 가스 실린더로부터 10 L/min의 유속으로 분출되었다. 또한, 베이스 메탈 냉각 유닛(70)로서, 베이스 메탈(40)을 통해 아크 발생 유닛(30)에 대향하는 위치에서 제공된 노즐이 사용되고, 10℃의 온도의 물이 베이스 메탈(40)의 외주면에, 이 노즐을 통해 뿌려졌다. 게다가, 이때, 연질 합금층(15)의 평균 냉각 속도는 약 44.1℃/sec였다. 또한, 실례 1에서 연질 합금층(15)과 유사하게, 베이스 메탈(40)의 내주면(41)에 형성된 연질 합금층(15)은 4층으로 형성되고, 12 ㎜의 두께를 가졌다.
상술한 바와 같이, 연질 합금층(15)이 설치되는 베이스 메탈(40)로부터, 시험 조각이 견본 추출되고, 인장 시험 및 밀착 강도 시험이 수행되었다. 시험 조각의 형태 등이 실례 1과 동일함에 유의한다. 인장 시험 및 밀착 강도 시험에서, 측정 방법, 측정 조건 등이 실시예 1에서의 것과 또한 동일하였다. 또한, 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면의 단면이 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되어, 계면 반응층(16)의 두께를 측정하고, 그 평균값을 획득한다. 또한, 연질 합금층(15)의 단면은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되었다.
인장 시험 및 밀착 강도 시험의 결과는 도 13에 도시되어 있다. 또한, 계면 반응층(16)의 두께는 평균 5 ㎛이었다. 도 14는 연질 합금층(15)의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 사진이다.
(실례 4)
실례 4에서, 실례 3에서 사용된 연질 합금층 형성 장치(10)의 베이스 메탈 냉각 장치(70)가 제거되고, 냉각 가스 분출 유닛(60)만을 갖는 이 연질 합금층 형성 장치(10)가 연질 합금층(15)을 형성하도록 사용되었다. 다른 조건들은 실례 3에서의 연질 합금층(15)의 형성 방법에서와 동일하였다.
여기서, 냉각 가스 분출 유닛(60)의 냉각 가스(61)로서, Ar 가스는 Ar 가스 실린더로부터 10 L/min의 유속으로 분출되었다. 게다가, 이때의 연질 합금층(15) 의 평균 냉각 속도는 약 39.4℃/sec였다. 또한, 실례 1에서의 연질 합금층(15)과 유사하게, 베이스 메탈(40)의 내주면(41)에 형성된 연질 합금층(15)은 4층으로 형성되고, 12 ㎜의 두께를 가졌다.
상술한 바와 같이, 연질 합금층(15)이 설치되는 베이스 메탈(40)로부터, 시험 조각이 견본 추줄되고, 인장 시험 및 밀착 강도 시험이 수행되었다. 시험 조각의 형태 등은 실례 1에서의 것과 동일함에 유의한다. 인장 시험 및 밀착 강도 시험에서, 측정 방법, 측정 조건 등이 실시예 1의 것과 또한 동일하였다. 또한, 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면의 단면이 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되어, 계면 반응층(16)의 두께를 측정하고, 그 평균값을 획득하였다. 또한, 연질 합금층(15)의 단면은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되었다.
인장 시험 및 밀착 강도 시험의 결과가 도 13에 도시되어 있다. 또한, 계면 반응층(16)의 두께는 평균 6 ㎛이다. 도 15는 연질 합금층(15)의 단면을, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 사진이다.
(실시예 5)
실시예 5에서, 실시예 3에 사용된 연질 합금층 형성 장치(10)의 냉각 가스 분출 유닛(60)이 제거되고, 베이스 메탈 냉각 장치(70)만을 구비한 이 연질 합금층 형성 장치(10)가 연질 합금층(15)을 형성하도록 사용되었다. 다른 조건들은 실시예 3에서의 연질 합금층(15)의 형성 방법과 동일하였다.
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스 메탈(40)의 외주면의 하반(lower half)과 접촉하게 배치된 수냉 재킷(71)이 사용되었다. 10℃의 온도의 냉각수가 수냉 재킷에 공급되었다. 여기서, 도 16은 연질 합금층(15)의 온도 변화의 평균값의 시간적 변화를 도시한다. 이때, 연질 합금층(15)의 평균 냉각 속도는 약 31.7℃/sec이다. 이 평균 냉각 속도는 연질 합금층(15)의 최대 온도(450℃)로부터 연질 합금층(15)을 형성하는 재료의 응고 개시 온도(300℃) 이하의 온도로 떨어지는 냉각의 속도이다. 또한, 실례 1에서의 연질 합금층(15)과 유사하게, 베이스 메탈(40)의 내주면(41)에 형성된 연질 합금층(15)은 4층으로 형성되고, 12 ㎜의 두께를 가졌다.
상술한 바와 같이, 연질 합금층(15)이 설치되는 베이스 메탈(40)로부터 시험 조각이 견본 추출되어, 인장 시험 및 밀착 강도 시험이 수행되었다. 시험 조각의 형태 등이 실례 1과 동일함에 유의한다. 인장 시험 및 밀착 강도 시험에서, 측정 방법, 측정 조건 등이 실례 1에서의 것과 또한 동일하다. 또한, 연질 합금층(15)과 베이스 메탈(40) 사이의 계면의 단면은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되어, 계면 반응층(16)의 두께를 측정하고, 그 평균값이 획득되었다. 또한, 연질 합금층(15)의 단면은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되었다.
인장 시험 및 밀착 강도 시험의 결과가 도 13에 도시되어 있다. 또한, 계면 반응층(16)의 두께는 평균 8 ㎛였다. 도 17은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 연질 합금층(15)의 단면을 관찰한 사진이다.
(실례 2 내지 실례 5의 요약)
도 13은 실례 3 내지 실례 5에서, 인장 시험 및 밀착 강도 시험의 결과에 부가하여, 냉각 가스 분출 유닛(60) 및 베이스 메탈 냉각 유닛(70)과 같은 냉각 수단 을 구비하지 않는 실례 2에서의 인장 시험 및 밀착 강도 시험의 결과를 도시한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 동일한 빌드업 용접 조건 하에서도, 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15)이 강력하게 냉각되지 않는 실례 2에서의 연질 합금층(15)과 비교하여, 베이스 금속(40) 및 연질 합금층(15)이 강력하게 냉각되는 실례 3 내지 실례 5에서의 연질 합금층(15)이 인장 강도 및 밀착 강도 양쪽에서, 더욱 개선되었음을 알았다. 또한, 이러한 효과는 실례 3, 실례 4, 및 실례 5에 의해 높아지고, 강력한 냉각의 정도, 즉, 연질 합금층(15)의 평균 냉각 속도가 높아질수록, 이러한 효과가 높아졌다. 게다가, 실례 3, 실례 4, 및 실례 5 중에서, 가장 낮은 평균 냉각 속도를 갖는 실례 5에서의 평균 냉각 속도는 대략 31.7℃/sec이다.
이에 대한 이유는 외측으로부터 연질 합금층(15)을 강력하게 냉각시킴으로써, 용융 상태의 연질 합금층(15)이 급속히 응고되어, 결정 입자 및 침전층(precipitation layer)을 미세화하고, 더욱이 베이스 메탈(40) 및 연질 합금층(15) 사이의 계면에 형성된 계면 반응층(16)의 성장 및 Cu 분리층의 성장이 억제되기 때문이라 생각할 수 있다. 여기서, 도 14, 도 15, 및 도 17에 도시된, 연질 합금층(15)의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 사진의 비교로부터, 결정 입자 및 침전층이 강력한 냉각의 순서로, 즉 실례 3, 실례 4, 및 실례 5의 연질 합금층(15)의 높은 평균 냉각 속도의 순서로, 미세화됨이 분명하다. 또한, 도 18은 냉각 가스 분출 유닛(60) 및 베이스 메탈 냉각 유닛(70)과 같은 냉각 유닛을 갖지 않는 실례 2에서의 연질 합금층(15)의 단면을, 주가 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 사진이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 냉각 가스 분출 유닛(60) 및 베이스 메 탈 냉각 유닛(70)과 같은 냉각 유닛을 갖지 않는 실례 2에서의 연질 합금층(15)은 냉각 가스 분출 유닛(60) 및 베이스 메탈 냉각 유닛(70)의 냉각 유닛을 갖는 실례 3 내지 실시예 5에서 연질 합금층(15)보다 큰 결정 입자 및 큰 침전층을 갖는 것이 분명하다. 여기서, 도 19는 실례 2에서의 연질 합금층(15)의 온도 변화의 평균값의 변화 시간을 도시한다. 이때, 연질 합금층(15)의 평균 냉각 속도는 약 11.4℃/sec이다. 이 평균 냉각 속도는 연질 합금층(15)의 최대 온도(450℃)로부터, 연질 합금층(15)을 형성하는 재료의 응고 개시 온도(300℃)로 떨어지는 냉각의 속도이다.
(계면 반응층(16))
Fe, Sn, 및 Sb로 주로 구성되고, 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 형성되는 계면 반응층(16)이 너무 얇은 경우, 밀착 강도가 감소한다. 반면, 너무 두꺼운 경우, Cu 분리층이 계면 반응층(16)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 형성되어, 밀착 강도가 감소한다. 따라서, 계면 반응층(16)은 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 균일하게 소정 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 실례 1 내지 실례 5에서, 계면 반응층(16)의 측정 결과로부터, 계면 반응층(16)의 평균 두께가 5 ㎛ 이상인 경우, 계면 반응층(16)은 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 거의 균일하게 형성됨을 알았다. 한편, 계면 반응층(16)의 평균 두께가 20 ㎛를 초과하는 경우, 전술한 Cu 분리층은 돌출하는 경향이 있다. 따라서, 계면 반응층(16)의 평균 두께가 5 ㎛ 내지 20 ㎛로 되도록 빌드업 용접 조건을 선택함으로써, 우수한 밀착 강도를 갖는 연질 합금층(15)이 형성될 수 있다.
(계면 반응층(16)에서 Cu 함유율)
여기서, 연질 합금층(50)에서의 Cu 함유율이 변경되고, 계면 반응층(16)이 실례 2에서의 계면 반응층(16)의 형성 방법과 동일한 방법에 의해 형성되고, 인장 강도 및 밀착 강도가 측정되었다. 여기서, 연질 합금층(50)으로서, 화이트 메탈 제 2 클래스(WJ2)가 기재(base material)로서 사용되고, Cu 함유율이 변경되었다.
상이한 Cu 함유율을 가지는 연질 합금층(15)이 설치되는 베이스 메탈(40)로부터 시험 조각(test piece)이 견본 추출되었고, 인장 시험 및 밀착 강도 시험이 수행되었다. 시험 조각의 형태 등이 실례 1에서의 형태와 동일한 것에 유의한다. 또한, 인장 시험 및 밀착 강도 시험의 측정 방법, 측정 조건 등은 실례 1과 동일하다. 도 20에는, 인장 시험 및 밀착 강도 시험의 결과를 나타낸다.
도 20에 나타낸 바와 같이, 이들 시험의 범위에서, Cu 함유율의 감소에 따라, 연질 합금층(15)의 인장 강도는 점차 작아지는 한편, 밀착 강도는 커지는 경향을 나타낸다. 이 이유는 연질 합금층(15)에서 주로 Cu로 구성되는 침전층의 체적율이 Cu 함유율 감소로 인해 줄어들어 인장 강도는 작아지고, 베이스 메탈(40)과 연질 합금층(15) 사이의 계면에 형성된 계면 반응층(16)의 생성과 함께 Cu 분리층의 생성이 억제되는 것으로 이해될 수 있다.
도 20에 나타낸 바와 같이, Cu 함유율이 1중량% 내지 5중량%인 경우에, 연질 합금층(15)으로서 충분한 인장 강도 및 밀착 강도를 가진다. 또한, 이 결과로부 터, 밀착 강도에 직접 영향을 주는 제 1 층의 연질 합금층(15)의 Cu 함유율은 1중량% 내지 5중량%인 것이 바람직하다. 인장 강도의 향상을 위해, 제 2 층 및 그 다음 층은 제 1 층보다 Cu 함유율이 높은 것이 바람직하다. 여기에서, 제 2 층이 다시 용접되어 육성되는 경우 제 1 층의 일부는 다시 용융되고 제 2층의 Cu 량은 줄어들 가능성이 있으므로, 제 1 층의 Cu 함유율은 3중량% 내지 5중량%인 것이 더 바람직하다.
본 발명을 실례에 의해 구체적으로 상술하였지만, 본 발명은 이들 실례에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 다양한 방식으로 변형될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치를 도식적으로 나타낸 도면.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예의 다른 구성의 베이스 메탈 지지부를 구비한 연질 합금층 형성 장치를 도식적으로 나타낸 도면.
도 2b는 본 발명의 제 1 실시예의 다른 구성의 베이스 메탈 지지부를 구비한 연질 합금층 형성 장치를 도식적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 연질 합금층 형성 장치를 사용하여 연질 합금층이 형성된 베이스 메탈의 단면도를 나타낸 도면.
도 4는 베이스 메탈과 연질 합금층 사이의 계면의 단면을 도식적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 연질 합금층 형성 장치를 계략적으로 나타낸 도면.
도 6은 인장 시험에 사용되는 시험편의 단면을 나타낸 도면.
도 7은 밀착 강도 시험에 사용되는 시험편의 단면을 나타낸 도면.
도 8은 인장 시험의 결과를 나타낸 그래프.
도 9는 밀착 강도 시험의 결과를 나타낸 그래프.
도 10은 아크 발생 유닛을 이동시키면서 연질 합금층을 형성하는 종래의 용접 육성(肉盛)법을 설명하기 위해, 연질 합금층이 형성된 베이스 메탈의 단면을 나타낸 도면.
도 11은 예 2에서 연질 합금층과 베이스 메탈 사이의 계면에서의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM: scanning electron microscope)으로 관찰한 사진.
도 12는 비교예 1에서 연질 합금층과 베이스 메탈 사이의 계면에서의 단면을 주사형 현미경(SEM)으로 관찰한 사진.
도 13은 인장 시험 및 밀착 강도 시험의 결과를 나타낸 그래프.
도 14는 연질 합금층의 단면을 주사형 현미경(SEM)으로 관찰한 사진.
도 15는 연질 합금층의 담녕르 주사형 현미경(SEM)으로 관찰한 사진.
도 16은 연질 합금층의 온도 변화의 평균값의 시간적 변화를 나타낸 차트.
도 17은 연질 합금층의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 사진.
도 18은 냉각 가스 분출 유닛과 베이스 메탈 냉각 유닛과 같은 냉각 유닛을 구비하지 않은 예 2에서의 연질 합금층의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 사진.
도 19는 예 2에서의 연질 합금층의 온도 변화의 평균값의 시간적 변화를 나타낸 차트.
도 20은 인장 시험 및 밀착 강도 시험의 결과를 나타낸 차트.
도 21은 일반적인 저널 베어링(journal bearing)의 단면 구조를 도식적으로 나타낸 도면.
도 22a는 원심 주조법(centrifugal casting)에 의해 베어링 메탈층을 형성하는 단계를 설명하는 도면.
도 22b는 원심 주조법에 의해 베어링 메탈층을 형성하는 단계를 설명하는 도 면.
도 22c는 원심 주조법에 의해 베어링 메탈층을 형성하는 단계를 설명하는 도면.
도 22d는 원심 주조법에 의해 베어링 메탈층을 형성하는 단계를 설명하는 도면.
도 22e는 원심 주조법에 의해 베어링 메탈층을 형성하는 단계를 설명하는 도면.
도 23a는 평면 구조를 갖는 스러스트 베어링(thrust bearing)의 베어링 메탈의 제조 방법으로서 적용되고 있는 종래의 용접 육성법의 단계를 설명하기 위해, 용접부의 단면을 나타낸 도면.
도 23b는 평면 구조를 갖는 스러스트 베어링의 베어링 메탈의 제조 방법으로서 적용되고 있는 종래의 용접 육성법의 단계를 설명하기 위해, 용접부의 단면을 나타낸 도면.
도 23c는 평면 구조를 갖는 스러스트 베어링의 베어링 메탈의 제조 방법으로서 적용되고 있는 종래의 용접 육성법의 단계를 설명하기 위해, 용접부의 단면을 나타낸 도면.
도 23d는 평면 구조를 갖는 스러스트 베어링의 베어링 메탈의 제조 방법으로서 적용되고 있는 종래의 용접 육성법의 단계를 설명하기 위해, 용접부의 단면을 나타낸 도면.
도 24a는 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 계면 구조를 검사한 결과에 기초하여 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 계면 부분의 단면을 도식적으로 나타낸 도면.
도 24b는 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 계면 구조를 검사한 결과에 기초하여 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 계면 부분의 단면을 도식적으로 나타낸 도면.
도 24c는 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 계면 구조를 검사한 결과에 기초하여 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 계면 부분의 단면을 도식적으로 나타낸 도면.
도 25는 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 계면 구조를 주사형 전자 현미경으로 관찰한 결과에 기초하여 베이스 메탈과 베어링 메탈층 사이의 계면의 단면을 도식적으로 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 연질 합금층 형성 장치 15 : 연질 합금층
16 : 계면 반응층 20 : 베이스 메탈 지지부
21 : 회전 롤러 22 : 지지 암
24 : 볼트 30 : 아크 발생 유닛
31 : 아크 40 : 베이스 메탈
40c : 플랜지부 41 : 베이스 메탈의 내주면
50: 연질 합금층 60 : 냉각 가스 분출 유닛
61 : 냉각 가스 70 : 베이스 메탈 냉각 유닛

Claims (10)

  1. 원호면인 베이스 메탈의 내주면에, 연질 합금으로 구성되고 로터(rotor)와 미끄럼식으로 접촉하는 연질 합금층을 빌드업(build-up) 용접 공정에 의해 형성하는 연질 합금층 형성 장치에 있어서,
    상기 베이스 메탈의 내주의 중심축을 회전축으로 하여, 회전 가능하게 상기 베이스 메탈을 지지하는 베이스 메탈 지지부; 및
    상기 회전축의 축 방향으로 이동 가능하고, 상기 베이스 메탈의 내주면으로부터 소정 거리에 고정되고, 상기 베이스 메탈과의 사이에 아크를 발생시키는 아크 발생 유닛을 포함하고,
    상기 베이스 메탈 지지부에 의해 상기 베이스 메탈을 회전시키고 상기 아크 발생 유닛과 상기 베이스 메탈의 내주면 사이의 상기 소정 거리를 일정하게 유지하면서, 상기 아크 발생 유닛에 의해 발생된 아크에 의해 연질 합금으로 구성되는 연질 합금 부재를 용융함으로써, 상기 베이스 메탈의 내주면에 연질 합금층을 형성하는 것을 특징으로 하는 연질 합금층 형성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연질 합금층에 냉각 가스를 분출하는 냉각 가스 분출 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연질 합금층 형성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 메탈의 외주면을 냉각하는 베이스 메탈 냉각 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연질 합금층 형성 장치.
  4. 원호면인 베이스 메탈의 내주면에, 연질의 합금으로 구성되고 로터와 미끄럼식으로 접촉하는 연질 합금층을 빌드업 용접 공정에 의해 형성하는 연질 합금층 형성 방법에 있어서,
    상기 베이스 메탈의 내주의 중심축을 회전축으로 하여, 회전 가능하게 상기 베이스 메탈을 지지하는 공정; 및
    상기 베이스 메탈을 회전시키고 상기 회전축의 축 방향으로 이동 가능한 아크 발생 유닛과 상기 베이스 메탈의 내주면 사이에서 소정 거리를 일정하게 유지하면서, 상기 아크 발생 유닛과 상기 베이스 메탈 사이에서 발생된 아크에 의해 연질 합금으로 구성된 연질 합금 부재를 용융함으로써, 상기 베이스 메탈의 내주면에 연질 합금층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연질 합금층 형성 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연질 합금층 형성 공정에서, 상기 베이스 메탈의 내주면에 제 1 연질 합금층을 형성하는 용접 전류보다 상기 제 1 연질 합금층 위에 형성되는 제 2 연질 합금층 및 후속 연질 합금층을 형성하는 용접 전류가 작은 것을 특징으로 하는 연 질 합금층 형성 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 연질 합금 부재는 구리(Cu) 및 안티몬(Sb)을 함유하는 주석(Sn)을 주성분으로 하는 합금으로 형성되고, 상기 베이스 메탈의 상기 내주면에 제 1 연질 합금층을 형성하는 구리 함유율은 상기 제 1 연질 합금층 위에 형성되는 제 2 연질 합금층 및 후속 연질 합금층을 형성하는 구리 함유율보다 작은 것을 특징으로 하는 연질 합금층 형성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 연질 합금층을 형성하는 상기 구리의 함유율은 1중량% 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 연질 합금층 형성 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 연질 합금층의 형성 공정에서, 상기 연질 합금층에 냉각 가스를 분출하는 것을 특징으로 하는 연질 합금층 형성 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 연질 합금층 형성 공정에서, 상기 베이스 메탈의 외주면이 냉각되는 것을 특징으로 하는 연질 합금층 형성 방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스 메탈과 상기 연질 합금층 사이의 계면에 형성되는 계면 반응층의 평균 두께는 5 ㎛ 내지 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 연질 합금층 형성 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5984578B2 (ja) * 2012-08-22 2016-09-06 三菱日立パワーシステムズ株式会社 軸受ライニング方法
RU2530977C1 (ru) * 2013-04-19 2014-10-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им Н.Э. Баумана) Способ износостойкой слоистой наплавки стальных подшипниковых колец опорно-поворотных устройств стреловых кранов
CN103341684B (zh) * 2013-06-28 2016-01-20 四川蓝星机械有限公司 小直径碳钢、低合金钢、耐热钢筒体的表面堆焊工艺
SG10201405118UA (en) * 2013-08-21 2015-03-30 Tru Marine Pte Ltd Refurbished bearing and method of repairing a bearing
KR101760567B1 (ko) * 2015-07-23 2017-07-24 주식회사 포스코 쉘 제조 장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4300667B2 (ja) * 1999-05-20 2009-07-22 大同特殊鋼株式会社 監視装置付き金属管内面肉盛装置

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