KR20100070450A

KR20100070450A - 버킷용 투스 및 이에 사용되는 투스어뎁터와 투스포인트의 제조방법

Info

Publication number: KR20100070450A
Application number: KR1020080128994A
Authority: KR
Inventors: 김정훈; 김상범; 심동섭
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-06-28

Abstract

본 발명은 버킷용 투스 및 이에 사용되는 투스어뎁터와 투스포인트의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 버킷용 투스는 굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 투스어뎁터 및 상기 투스어뎁터와 결합되어 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트를 포함하며, 이때, 상기 투스어텝더와 투스포인트는 고망간강조성물을 수인강화 및 열처리 과정을 통하여 제조된다.

Description

버킷용 투스 및 이에 사용되는 투스어뎁터와 투스포인트의 제조방법{BUCKET TOOTH, METHOD OF MANUFACTURING TOOTH ADAPTOR AND TOOTH POINT USING OF BUCKET TOOTH}

본 발명은 굴삭기의 버킷(bucket) 선단에 마련되는 투스(tooth)에 관한 것이다.

일반적으로 건설기계의 일종인 굴삭기는 토사나 암석을 채굴하기 위해 사용되는 토목기계로서, 차체의 전방부에는 암이 구비되고, 암의 단부에는 토사나 암석을 채굴하기 위한 버킷이 설치되어 있다. 여기서, 암은 링크부재와 유압기 엑추에이터를 매개로 회동 가능하게 설치되며, 암의 선단부에는 토사나 암석을 채굴하여 일시적으로 담는 버킷이 회동 가능하게 연결되는데, 이때. 버킷의 선단에는 다수의 투스가 일정간격으로 장착되어 있다.

한편, 상기한 투스는 크게, 버킷에 볼트체결 또는 용접 등으로 고정 결합되는 투스어텝터와 상기 투스어뎁터에 결합되어 굴착지면에 직접 접촉되면서 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트로 나눌 수 있다. 여기서, 투스어뎁터 및 투스포인트로 이루어진 투스는 토사나 암석을 채굴하기 위해 굴착지면과 간접 또는 직접적으로 접촉되는 부분이므로 우수한 내마모성 및 내충격성이 요구된다.

종래에는 투스의 내마모성 및 내충격성을 향상시키기 위해 탄소함량이 0.3중량% 이하인 아공석 주강품에 망간(Mn), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰디브덴(Mo) 등의 합금을 첨가한 후 담금질(Quenching) 및 뜨임(Tempering)의 열처리 과정 등을 거쳐 투스어뎁터 및/또는 투스포인트를 제조하였다.

그런데, 니켈(Ni)은 아주 질긴 소재로 투스의 전체적인 인성(Toughness)강화에 효과적이지만 고가의 재료이기 때문에 첨가되는 양에는 한계가 있었다. 또한, 몰디브덴(Mo)은 열처리 과정 시 발생하는 결함의 일종인 뜨임취성(뜨임처리로 인하여 제품의 내충격성이 오히려 급격히 저하되는 현상)을 방지함과 동시에 투스의 전체적인 내마모성 향상에 효과적이지만 몰디브덴(Mo) 역시 고가의 재료이기 때문에 첨가되는 양에는 한계가 있었다. 즉, 니켈(Ni)과 몰디브덴(Mo)을 충분히 첨가하면 우수한 내마모성 및 내충격성을 갖는 투스어뎁터 및/또는 투스포인트를 제조할 수 있지만, 이에 따라 제조비용이 상승하는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조비용이 절감되면서도 우수한 내마모성 및 내충격성을 나타낼 수 있는 버킷용 투스 및 이에 사용되는 투스어뎁터와 투스포인트의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 투스어뎁터 및 상기 투스어뎁터와 결합되어 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트를 포함하고, 상기 투스어뎁터 및 상기 투스포인트 중 적어도 어느 하나는 고망간강조성물을 수인처리하여 제조된 것이며, 상기 고망간강조성물은, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 0.9~1.3중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.1중량%, 황(S) 0.01~0.05중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하는 버킷용 투스를 제공한다.

또한, 본 발명은 굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 투스어뎁터 및 상기 투스어뎁터와 결합되어 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트를 포함하고, 상기 투스어뎁터 및 상기 투스포인트 중 적어도 어느 하나는 고망간강조성물을 수인처리하여 제조된 것이며, 상기 고망간강조성물은, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 0.9~1.3중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.07중량%, 황(S) 0.01~0.04중량%, 크롬(Cr) 1.5~2.5중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하는 버킷용 투스를 제공한다.

또, 본 발명은 굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 투스어뎁터 및 상기 투스어뎁터와 결합되어 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트를 포함하고, 상기 투스어뎁터 및 상기 투스포인트 중 적어도 어느 하나는 고망간강조성물을 수인처리하여 제조된 것이며, 상기 고망간강조성물은, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 1~1.35중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.07중량%, 황(S) 0.01~0.04중량%, 크롬(Cr) 2~3중량%, 바나듐(V) 0.4~0.7중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하는 버킷용 투스를 제공한다.

한편, 본 발명은 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터와 투스포인트의 제조방법을 제공하는데, 먼저, 굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 상기 투스어뎁터의 제조방법은, 원료를 용해로에서 가열하여 고망간강조성물을 제조하는 고망간강조성물제조단계; 상기 제조된 고망간강조성물을 주형에 투입하여 상기 투스어뎁터의 외형을 성형하는 성형단계; 상기 성형된 투스어뎁터를 열처리로에서 수인처리하는 수인처리단계; 및 상기 수인처리된 투스어뎁터를 200~600℃의 온도범위에서 뜨임처리하는 뜨임처리단계;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 투스어뎁터와 결합되어 굴착지면을 굴삭하는 상기 투스포인트의 제조방법은, 원료를 용해로에서 가열하여 고망간강조성물을 제조하는 고망간강조성물제조단계; 상기 제조된 고망간강조성물을 주형에 투입하여 상기 투스포인트의 외형을 성형하는 성형단계; 상기 성형된 투스포인트를 열처리로에서 수인처리하는 수인처리단계; 및 상기 수인처리된 투스포인트를 200~600℃의 온도범위에서 뜨임처리하는 뜨임처리단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 버킷용 투스는 고망간강조성물을 수인처리하여 제조된 투스어뎁터 및 투스포인트로 이루어지기 때문에 투스의 전체적인 내충격성 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. 또한, 고가의 원료인 니켈(Ni)과 몰디브덴(Mo)을 이용하지 않아도 내충격성 및 내마모성이 향상된 투스어뎁터 및 투스포인트를 제공할 수 있기 때문에 투스의 전체적인 제조비용을 절감시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 버켓용 투스, 이에 사용되는 투스어뎁터 및 투스포인트의 제조방법을 실시예를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

[고망간강조성물 1을 이용한 버킷용 투스]

본 발명에 따른 버킷용 투스는 굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 투스어뎁터 및 상기 투스어뎁터와 결합되어 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트를 포함한다.

여기서, 상기 투스어뎁터 및 투스포인트 중 적어도 어느 하나는 투스의 전체적인 내마모성 및 내충격성을 향상시키기 위해 고망간강조성물을 수인처리하여 제조된다. 즉, 상기 투스어뎁터 및 투스포인트 중 적어도 어느 하나, 또는 투스어뎁터 및 투스포인트 모두는 고망간강조성물을 수인처리하여 제조되는 것이다.

한편, 상기 고망간강조성물은 주재료인 철(Fe)에 망간(Mn)을 합금시킨 것으로, 본 발명의 일례에 따르면 상기 고망간강조성물은, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 0.9~1.3중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.1중량%, 황(S) 0.01~0.05중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함한다.

탄소(C)는 철(Fe)에 고용되어 열처리 등을 거쳐 철(Fe)을 경화시키는 역할을 수행하는 것으로, 그 함량이 0.9~1.3중량% 범위를 벗어나게 되면 투스어뎁터 및/또는 투스포인트의 내충격성 및 내마모성을 저하시킬 수 있기 때문에 상기의 범위 내로 포함되는 것이 좋다.

규소(Si)는 철(Fe)을 주재로 하는 합금에 첨가되어 기재의 소성변형을 저감시켜주고 내마모성을 강화시키는 역할을 수행한다. 이러한 규소(Si)는 상기 고망간강조성물에 포함되지 않아도 무방하지만 투스어뎁터 및/또는 투스포인트의 내충격성 및 내마모성을 고려할 때 0.01~0.8중량%로 포함되는 것이 좋다.

망간(Mn)은 대표적인 오스테나이트(Austenite) 영역확대 물질로써, A3변태점을 저하시켜 상온에서도 오스테나이트가 안정한 조직으로 존재할 수 있도록 유도시키는 역할을 수행한다. 이러한 망간(Mn)은 11~14중량%로 포함되는데, 11중량% 미만으로 포함되면 완전한 오스테나이트화가 유도되지 않으며, 14중량%를 초과하면 탄소와의 함량비를 고려할 때 물성치 측면에서 더 이상의 이득이 나타나지 않기 때문에 상기의 범위내로 포함되는 것이 좋다.

인(P) 및 황(S)은 상기 고망간강조성물에 포함되지 않아도 무방하지만 투스어뎁터 및/또는 투스포인트의 내충격성 및 내마모성을 고려할 때 각각 0.01~0.1중량% 및 0.01~0.05중량%으로 포함되는 것이 좋다.

[고망간강조성물 2을 이용한 버킷용 투스]

한편, 본 발명의 일례에 따르면 상기 고망간강조성물은, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 0.9~1.3중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.07중량%, 황(S) 0.01~0.04중량%, 크롬(Cr) 1.5~2.5중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함한다.

탄소(C), 규소(Si) 및 망간(Mn)에 대한 상세한 설명은 상기 '고망간강조성물 1을 이용한 버킷용 투스'에서 설명한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.

인(P) 및 황(S)은 상기 고망간강조성물에 포함되지 않아도 무방하지만 투스어뎁터 및/또는 투스포인트의 내충격성 및 내마모성을 고려할 때 각각 0.01~0.7중량% 및 0.01~0.04중량%으로 포함되는 것이 좋다.

크롬(Cr)은 탄화물 생성물질로 투스어뎁터 및/또는 투스포인트의 경도를 상승시키고, 내식성 및 내산화성을 높이는 역할을 수행한다. 즉, 크롬(Cr)은 고망간강조성물에 포함됨에 따라 항복강도를 향상시킬 수 있는 것으로, 이러한 크롬(Cr)을 포함하는 고망간강조성물로 투스어뎁터 및/또는 투스포인트를 제조할 경우 순간적으로 큰 하중이 가해질 수 있는 투스어뎁터 및/또는 투스포인트가 하중에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다. 상기한 크롬(Cr)은 1.5~2.5중량%로 포함되는데, 크롬(Cr)의 함량이 1.5중량% 미만이면 항복강도 및 내산화성이 떨어지고, 2.5중량%를 초과하면 취성이 증가하여 내충격성이 저하되므로 상기의 범위 내로 포함되는 것이 좋다.

[고망간강조성물 3을 이용한 버킷용 투스]

한편, 본 발명의 일례에 따르면 상기 고망간강조성물은, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 1~1.35중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.07중량%, 황(S) 0.01~0.04중량%, 크롬(Cr) 2~3중량%, 바나듐 0.4~0.7중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함한다.

탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P) 및 황(S)에 대한 상세한 설명은 상기 '고망간강조성물 2를 이용한 버킷용 투스'에서 설명한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.

크롬(Cr) 역시 상기 '고망간강조성물 2를 이용한 버킷용 투스'에서 설명한 바와 같은 역할을 수행하기 위해 포함되는데. 이때, 다른 원소들과의 함량을 고려하여 2~3중량%로 포함되는 것이 좋다. 크롬(Cr)의 함량이 2중량% 미만이면 항복강도 및 내산화성이 떨어지고, 3중량%를 초과하면 취성이 증가하여 내충격성이 저하되기 때문이다.

바나듐(V)은 결정립을 미세화하여 투스어뎁터 및/또는 투스포인트의 인성을 증가시키며, 안정적인 탄화물을 생성하여 투스어뎁터 및/또는 투스포인트의 내마모성을 증대시키는 역할을 수행한다. 이러한 바나듐(V)은 그 산화물인 V₂O₃증기압이 높을 경우 고온증발하기 때문에 첨가량에 한계가 있어, 첨가량을 0.7중량%로 제한함과 동시에 인성 증가 및 탄화물 형성을 유발시키기 위해 0.4중량% 이상 포함되는 것이 좋다.

이상에서 설명한 고망간강조성물로 제조된 투스어뎁터 및 투스포인트는 고가의 원료인 니켈(Ni)과 몰디브텐(Mo)을 사용하지 않더라도 내충격성 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 이러한 투스어뎁터 및 투스포인트를 포함하는 투스를 버킷에 사용할 경우 투스의 전체적인 내충격성 및 내마모성이 향상되어 그 수명이 길어질 수 있다.

참고적으로, 상기 버킷과 상기 투스의 결합방식은 어느 것이든 무방하며, 비제한적인 예로 상기 투스어뎁터가 상기 버킷의 선단에 볼트체결 또는 용접 등에 의해 고정 결합되고, 상기 투스어뎁터와 상기 투스포인트가 끼움결합 또는 볼트체결 되는 방식으로 결합될 수 있다.

한편, 상기한 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터와 투스포인트는 고망간강조성물을 수인처리하여 제조됨에 있어 내충격성 및 내마모성을 향상시키기 위해 뜨임처리하여 제조되는데, 이러한 투스어뎁터와 투스포인트의 구체적인 제조방법을 도1을 참조하여 각각 나누어 설명하면 다음과 같다.

[투스어뎁터의 제조방법]

1. 고망간강조성물제조단계<S101>

원료를 용해로에서 가열하여 고망간강조성물을 제조한다. 여기서, 원료는 상기에서 언급한 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 크롬(Cr) 바나듐(V)을 말하며, 각각의 구성 및 그 함량은 상기 고망간강조성물 1 내지 3에 따라 정해진다. 즉, 제조되는 고망간강조성물은 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 0.9~1.3중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.1중량%, 황(S) 0.01~0.05중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하도록 제조되거나, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 0.9~1.3중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.07중량%, 황(S) 0.01~0.04중량%, 크롬(Cr) 1.5~2.5중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하도록 제조될 수 있다. 또한, 고망간강조성물은 탄소(C) 1~1.35중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.07중량%, 황(S) 0.01~0.04중량%, 크롬(Cr) 2~3중량%, 바나듐(V) 0.4~0.7중량% 및 잔량 의 철(Fe)을 포함하도록 제조될 수도 있다.

2. 성형단계<S102>

상기 고망간강조성물제조단계<S101>에서 제조된 고망간강조성물을 주형에 투입하여 투스어뎁터의 외형을 성형한다. 이때. 주형은 모래로 만들어진 것을 사용할 수 있는데, 모래로 만들어진 주형을 사용할 경우에는 성형체 표면의 모래를 깨끗하게 제거하기 위해 쇼트처리(구슬을 투스어뎁터 표면과 접촉시켜 모래를 제거함)를 실시할 수도 있다.

3. 수인처리단계<S103>

상기 성형단계<S102>에서 성형된 투스어뎁터를 열처리로에서 수인처리한다. 주조된 투스어뎁터는 완전한 오스테나이트 조직으로 되어 있지 않다. 따라서, 오스테나이트 결정립 조직을 조절하고 인성을 증가시키기 위해서 수인처리를 행하게 되는데, 이때, 수인처리는 950~1050℃의 온도범위로 투스어뎁터를 1~2시간동안 열처리한 후 물에 담궈 수냉처리하는 방법으로 이루어진다. 이와 같이 투스어뎁터를 수인처리할 경우 완전한 오스테나이트 조직을 갖도록 변화시킬 수 있기 때문에 인성 및 내마모성을 향상시킬 수 있게 된다. 참고적으로 열처리로에서 열처리된 투스어뎁터를 수냉처리하는 온도는 대략 25℃가 적당하다.

4. 뜨임처리단계<S104>

상기 수인처리단계<S103>에서 수인처리된 투스어뎁터를 200~600℃의 온도범위에서 뜨임처리(Tempering)한다. 고망간강조성물로 제조된 투스어뎁터는 수인처리만 실시하여도 우수한 내충격성 및 내마모성을 갖게 되는데, 수인처리만 실시한 투스어뎁터에는 잔류응력이 남아있을 수 있다. 따라서, 200~600℃의 온도범위(바람직하게는 200℃)에서 투스어뎁터를 다시 열처리함으로써 투스어뎁터에 남아있는 잔류응력을 제거하고, 연성과 인성을 더욱더 향상시킬 수 있게 된다.

[투스포인트의 제조방법]

1. 고망간강조성물제조단계<S201>

상기 투스어뎁터 제조방법의 고망간강조성물제조단계<S101>에 대한 설명과 동일하므로 생략하기로 한다.

2. 성형단계<S202>

상기 고망간강조성물제조단계<S201>에서 제조된 고망간강조성물을 주형에 투입하여 투스포인트의 외형을 성형하는 것으로, 상세한 설명은 상기 투스어뎁터 제조방법의 성형단계<S102>에 대한 설명과 동일하므로 생략하기로 한다.

3. 수인처리단계<S203>

상기 성형단계<S202>에서 성형된 투스포인트를 열처리로에서 수인처리하는 것으로, 상세한 설명은 상기 투스어뎁터 제조방법의 수인처리단계<S103>에 대한 설 명과 동일하므로 생략하기로 한다.

4. 뜨임처리단계<S204>

상기 수인처리단계<S203>에서 수인처리된 투스포인트를 200~600℃의 온도범위에서 뜨임처리(Tempering)하는 것으로, 상세한 설명은 상기 투스어뎁터 제조방법의 뜨임처리단계<S104>에 대한 설명과 동일하므로 생략하기로 한다.

이하에서는 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

[실시예 1 내지 3] 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터 제조

하기 표1에 기재된 조성으로 원료를 용해로에 넣어 고망간강조성물을 제조한 후 모래주형에 고망간강조성물을 투입하고 약 8시간 후 모래를 털어내어 투스어뎁터를 성형하였다. 성형된 투스어뎁터를 열처리로에서 1~2시간 동안 1000℃로 열처리한 후 물에 담금질하여 투스어뎁터를 제조하였다. 이때, 물에 담금질하는 온도는 상온인 25℃로 하였다.

[실시예 4 내지 6] 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터 제조

하기 표1에 기재된 조성으로 원료를 용해로에 넣어 고망간강조성물을 제조한 후 모래주형에 고망간강조성물을 투입하고 약 8시간 후 모래를 털어내어 투스어뎁터를 성형하였다. 성형된 투스어뎁터를 열처리로에서 1~2시간 동안 1000℃로 열처 리한 후 물에 담금질하였다. 이때, 물에 담금질하는 온도는 상온인 25℃로 하였다. 물에 담금질한 투스어뎁터를 열처리로에서 다시 2시간 동안 200℃로 뜨임처리한 후 공기 중에서 냉각시켜 투스어뎁터를 제조하였다.

[비교예 1 내지 3]

하기 표1에 기재된 조성을 원료로 하여 투스어뎁터를 성형한 후 일반적인 담금질 및 뜨임처리(600℃) 과정을 통해 제조된 저합금강 투스어뎁터를 사용하였다.

원료	Fe	C	Si	Mn	P	S	Ni	Cr	Mo	Cu	V
실시예 1	Bal.	1.03	0.15	13.99	0.013	0.011
실시예 2	Bal.	0.99	0.18	13.90	0.014	0.010		1.73
실시예 3	Bal.	1.17	0.31	13.90	0.021	0.012		2.26			0.70
실시예 4	Bal.	1.03	0.15	13.99	0.013	0.011
실시예 5	Bal.	0.99	0.18	13.90	0.014	0.010		1.73
실시예 6	Bal.	1.17	0.31	13.90	0.021	0.012		2.26			0.70
비교예 1	Bal.	0.20	0.69	0.93	0.019	0.009	0.67	0.69	0.21	0.02
비교예 2	Bal.	0.27	0.49	1.57	0.017	0.012	0.03	0.31	0.16	0.02
비교예 3	Bal.	0.25	0.67	1.17	0.017	0.014	0.48	0.69	0.27	0.04
조성단위 : 중량%

[시험예 1] 내충격성 실험

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 투스어뎁터를 KS D ISO 148-1 '금속재료의 샤르피충격시험' 규격 Table 2에 명시된 U노치 시험편 형태 및 재질별로, 각각 2개를 가공하여 상온에서 샤르피 충격시험을 실시하였으며, 그 결과를 도2에 나타내었다.

도2을 참조하면, 실시예 1 내지 3은 고가의 원료인 니켈(Ni)과 몰디브덴(Mo)을 사용하지 않고 수인처리만 실시한 것임에도 불구하고, 니켈(Ni)과 몰디브덴(Mo)을 사용하여 600℃로 뜨임처리한 비교예 1 내지 3과 동일한 수준의 충격흡수에너지를 갖음을 알 수 있었다. 한편, 200℃로 뜨임처리한 실시예 4 내지 6은 비교예 1 내지 3 보다 월등한 충격흡수에너지를 갖음을 알 수 있었다.

이러한 실험결과는 고가의 니켈(Ni)과 몰디브덴(Mo)을 사용하지 않은 실시예 1 내지 6이 비교예 1 내지 3 보다 우수한 내충격성을 갖음을 나타내고 있다. 또한, 비교예 1 내지 3은 600℃의 온도로 뜨임처리가 되어야 어느 정도의 내충격성을 갖지만 본 발명에 따른 실시예 4 내지 6은 200℃의 뜨임처리만으로도 아주 우수한 내충격성을 나타내므로 본 발명에서 제시된 제조방법으로 투스어뎁터를 제조할 경우 제조효율이 향상됨을 나타내고 있다.

[시험예 2] 내마모성 실험

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 투스어뎁터를 ASTM G65-04 'Standard Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand/Rubber Wheel Apparatus' 마모시험법에 근거하여 직육면체 형태의 동일한 크기로 가공하여 연삭처리하였다. ASTM G65-04 Table 2의 Procedure A 와 같은 조건으로 마모시험을 실시하였으며, 그 결과를 도3에 나타내었다. 이때, 시험 전/후의 무게감소량을 각각의 재질의 밀도로 나누어 최종적으로 마모된 부피량으로 환산하였다.

도3를 참조하면, 실시예 1 내지 3은 고가의 원료인 니켈(Ni)과 몰디브덴(Mo)을 사용하지 않고 수인처리만 실시한 것임에도 불구하고, 니켈(Ni)과 몰디브덴(Mo)을 사용하여 600℃로 뜨임처리된 비교예 1 내지 3 보다 낮은 마모량을 나타냄을 알 수 있었다. 한편, 200℃로 뜨임처리한 실시예 4 및 6 또한 비교예들보다 낮은 마모량을 나타냄을 알 수 있었다.

이러한 실험결과는 고가의 니켈(Ni)과 몰디브덴(Mo)을 사용하지 않은 실시예 1 내지 6이 비교예 1 내지 3 보다 우수한 내마모성을 갖음을 나타내고 있다.

[시험예 3] 뜨임처리온도에 따른 내충격성 및 내마모성 실험

실시예 1 내지 3에서 제조된 투스어뎁터의 뜨임처리온도를 조절하여 상기 시험예 1 및 2와 동일한 방법으로 내충격성 및 내마모성 시험을 실시하였으며, 그 결과를 도4에 나타내었다.

도4를 참조하면, 수인처리된 실시예 1 내지 3을 150℃ 이상으로 뜨임처리할 경우 충격흡수에너지이 증가하고, 마모량이 감소됨을 알 수 있었다. 특히, 충격흡수에너지는 뜨임처리온도가 200℃ 이상 일 때, 300J 이상으로 증가함을 알 수 있었다.

이러한 실험결과는 수인처리된 투스어뎁터를 150℃ 이상의 온도로 뜨림처리하는 것이 효율적인 나타내고 있다. 또한, 뜨임처리온도를 증가시킴에 따라 마모량이 일정하게 나타나고 있으므로 더욱더 우수한 내충격성이 필요할 시에는 600℃까지 뜨림처리온도를 증가시켜 내마모성의 저하 없이 내충격성을 증가시킬 수 있다.

한편, 상기에서는 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터에 관한 실시예 1 내지 6만을 가지고 내충격성 및 내마모성을 실험하였지만, 상기에서 설명한 고망간강조성물로 투스포인트를 제조하여 실험하더라도 우수한 내충격성 및 내마모성이 나타낼 수 있는 것은 자명할 것이다. 물론, 이러한 우수한 내충격성 및 내마모성을 갖는 투스어뎁터와 투스포인트로 이루어진 투스를 버킷에 사용할 경우 투스의 전체적인 내충격성 및 내마모성이 향상되는 것을 알 수 있는 것 또한 자명할 것이다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면 및 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터 및 투스포인터의 제조방법에 대한 흐름도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터의 내충격성 실험결과를 나타내는 그래프이다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터의 내마모성 실험결과를 나타내는 그래프이다.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터의 뜨임처리온도에 따른 내충격성 및 내마모성 실험결과를 나타내는 그래프이다.

Claims

굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 투스어뎁터 및 상기 투스어뎁터와 결합되어 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트를 포함하는 버킷용 투스에 있어서,

상기 투스어뎁터 및 상기 투스포인트 중 적어도 어느 하나는 고망간강조성물을 수인처리하여 제조된 것이며,

상기 고망간강조성물은, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 0.9~1.3중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.1중량%, 황(S) 0.01~0.05중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하는 것을 특징으로 하는 버킷용 투스.
굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 투스어뎁터 및 상기 투스어뎁터와 결합되어 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트를 포함하는 버킷용 투스에 있어서,

상기 투스어뎁터 및 상기 투스포인트 중 적어도 어느 하나는 고망간강조성물을 수인처리하여 제조된 것이며,

상기 고망간강조성물은, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 0.9~1.3중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.07중량%, 황(S) 0.01~0.04중량%, 크롬(Cr) 1.5~2.5중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하는 것을 특징으로 하는 버킷용 투스.
굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 투스어뎁터 및 상기 투스어뎁터와 결합 되어 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트를 포함하는 버킷용 투스에 있어서,

상기 투스어뎁터 및 상기 투스포인트 중 적어도 어느 하나는 고망간강조성물을 수인처리하여 제조된 것이며,

상기 고망간강조성물은, 전체 조성물 총중량을 기준으로 탄소(C) 1~1.35중량%, 규소(Si) 0.01~0.8중량%, 망간(Mn) 11~14중량%, 인(P) 0.01~0.07중량%, 황(S) 0.01~0.04중량%, 크롬(Cr) 2~3중량%, 바나듐(V) 0.4~0.7중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하는 것을 특징으로 하는 버킷용 투스.
굴삭기의 버킷 선단에 고정 결합되는 버킷용 투스어뎁터와 상기 투스어뎁터의 선단에 결합되어 굴착지면을 굴삭하는 투스포인트의 제조방법으로서,

원료를 용해로에서 가열하여 고망간강조성물을 제조하는 고망간강조성물제조단계;

상기 제조된 고망간강조성물을 주형에 투입하여 상기 투스어뎁터와 투스포인트의 외형을 성형하는 성형단계;

상기 성형된 투스어뎁터와 투스포인트를 열처리로에서 수인처리하는 수인처리단계; 및

상기 수인처리된 투스어뎁터와 투스포인트를 200~600℃의 온도범위에서 뜨임처리하는 뜨임처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버킷용 투스에 사용되는 투스어뎁터와 투스포인트의 제조방법.