KR20200045256A - Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof - Google Patents

Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20200045256A
KR20200045256A KR1020180126099A KR20180126099A KR20200045256A KR 20200045256 A KR20200045256 A KR 20200045256A KR 1020180126099 A KR1020180126099 A KR 1020180126099A KR 20180126099 A KR20180126099 A KR 20180126099A KR 20200045256 A KR20200045256 A KR 20200045256A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
cemented carbide
parts
spacer
powder
Prior art date
Application number
KR1020180126099A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102197601B1 (en
Inventor
김기열
최홍기
구지훈
Original Assignee
주식회사 티엠시
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 티엠시 filed Critical 주식회사 티엠시
Priority to KR1020180126099A priority Critical patent/KR102197601B1/en
Publication of KR20200045256A publication Critical patent/KR20200045256A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102197601B1 publication Critical patent/KR102197601B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/105Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing inorganic lubricating or binding agents, e.g. metal salts
    • B22F1/007
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02Plasma welding
    • B23K10/027Welding for purposes other than joining, e.g. build-up welding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C27/00Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/04Alloys based on tungsten or molybdenum
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/3604Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

The present invention relates to metal powder for manufacturing a cemented carbide spacer that includes metal powder containing tungsten carbide powder and nickel-based metal powder and is manufactured using plasma transferred arc (PTA) overlay welding. The present invention provides metal powder for manufacturing a cemented carbide spacer, which comprises 50-65 parts by weight of tungsten carbide powder, 5-10 parts by weight of cobalt powder, and 25-40 parts by weight of nickel-based self-fluxing powder. The cemented carbide spacer according to the present invention has excellent wear resistance while being manufactured through a simple process.

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}Metal powder and carbide spacer manufacturing method for manufacturing carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal {Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof}

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 cemented carbide spacer comprising a tungsten carbide and a nickel-based metal and a method for manufacturing a cemented carbide spacer, and more particularly, includes a metal powder containing a tungsten carbide powder, and plasma transfer arc (Plasma Transferred Arc: PTA) relates to a method for manufacturing a metal powder and a cemented carbide spacer for manufacturing a cemented carbide spacer manufactured using a nurturing 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.Excavator is a kind of heavy equipment used in construction and civil engineering sites, and is widely used for crushing strong ground such as rocks or excavating 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 to rotate, and a bucket having a gourd shape provided at an end of the arm unit to contain work objects 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 arm unit 1, the spacer 5 having a plurality of holes 6 must be bolted 7 to the coupling hole 2 of the arm unit 1. To this end, 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 there is a large amount of foreign matter, foreign matter can penetrate between the arm unit (1), spacer (5), and bucket, causing abnormal wear and play, even if there is no foreign matter, depending on the motion of the bucket The bucket may operate abnormally because the sliding part is worn. In order to solve this problem, according to the existing technology (Korean Patent Registration No. 10-0956998), the spacer 5 is formed of a cemented carbide welding film directly on the carbon steel body in order to form a cemented carbide layer on an iron-based base material. It is proposed to manufacture a spacer by a powder sintering process that does not require a process such as casting and sintering to separately manufacture the abrasion resistant parts, and does not require a silver soldering process requiring 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, these known techniques have limitations such as non-uniformity of powder distribution during powder powdering process, and reliance on manual production. Therefore, the present invention intends to present a cemented carbide spacer by a PTA (Plasma Transfered Arc) process, which is simpler and more automated than the existing technology, and has a simple wear-resistant and uniform wear property by a cemented carbide-grown welding film. .

한국등록특허 제10-0956998호Korean Registered Patent 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-mentioned problems, the present invention is a simple process of forming an abrasion-resistant portion on a sliding portion of a cemented carbide spacer, and a method for manufacturing a metal powder and a cemented carbide spacer having an excellent wear-resistance life while being easily combined with a cemented carbide spacer. 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-mentioned problems, the present invention according to the first aspect is a metal powder for preparing a cemented 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 nickel-based soluble powder. Gives

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 is (a) boron (Boron) 0.5 to 1 part by weight; (b) 2-4 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.

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 cemented carbide spacer comprising a cemented 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 cemented carbide is 20-30 parts by weight of tungsten carbide, 4-6 parts by weight of cobalt, 0.1-1 part by weight of boron, 5-15 parts by weight of carbon, 2-3 parts by weight of chromium, 40-50 parts by weight of iron, 8-15 of nickel 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 cemented carbide spacer connects the bucket to a hole formed in the excavator arm to couple the bucket to the excavator arm, and has a disc 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 is 2 to 10 fixing parts 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 use the metal powder to form a cemented carbide portion between the fixed parts through a plasma transfer arc (PTA) foster welding process.

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 the third aspect is a method for manufacturing a cemented carbide spacer that is fixed to one side of an excavator arm and slides against a bucket, comprising: (i) manufacturing an integral 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 cemented carbide part through a plasma transfer arc (PTA) foster welding between fixed parts formed on one surface of the ring form, and the cemented carbide part uses the metal powder as a thermal spray material. Provided is a method for manufacturing a cemented carbide spacer, characterized in that it proceeds with a plasma shifting arc nurturing welding.

상기 초경부는 원하는 피막 두께가 형성되도록 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정을 1회 이상 반복적으로 수행하여 형성될 수 있다.The cemented carbide may be formed by repeatedly performing a plasma-transferred arc (PTA) foster 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.After the plasma transfer arc (PTA) growth welding process, the cemented carbide may mechanically polish the growth welding film to form a uniform thickness.

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

본 발명의 실시예에 따르면,According to an embodiment of the 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.Since the cemented carbide build-up welding film is directly formed on the carbon steel body, there is no need for processes such as casting and sintering to separately manufacture the abrasion resistant parts of cemented carbide materials, and there is no need for silver soldering process that requires skill. 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.The cemented carbide spacer according to the embodiment of the present invention has a simple manufacturing process, but has excellent abrasion resistance and uniform abrasion characteristics by a cemented carbide overcoat.

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 cemented 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 is an enlarged view of a tungsten carbide (WC) powder, a cobalt (Co) -based soluble powder, and a metal powder mixed therewith, used in an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the results of the wear resistance test according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the Rockwell hardness test results according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a photograph of a cemented carbide spacer after plasma-transferred arc cultivation welding according to an embodiment of the present invention (a) after PTA work is completed, (b) after plane polishing and (c) after the surface treatment. will be.
7 is an enlarged photograph of a change in cemented carbides different from the amount of current supplied according to an embodiment of the present invention.
8 is a cemented carbide and cemented carbide-base interface tissue picture of a cemented carbide spacer according to an embodiment of the present invention, (a) is a tungsten carbide and cobalt particles are preserved form and the underlying tissue picture, (b) is PTA method The cemented carbide-base interface photo, ① is an enlarged SEM picture of tungsten carbide and cobalt particles in (a), ② is a base tissue picture in (a) above, ③ is an enlarged SEM picture of the interface part in (b) above. Each is shown.
9 is a photograph of actually applying a cemented 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, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding the other component, unless specifically stated to the contrary.

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 can be applied to various transformations and can have various embodiments, and thus, specific embodiments will be illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, and 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 existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, and one or more other features, numbers, or steps. It should be understood that it does not preclude the existence or addition possibility of the operation, 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 producing a cemented 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 nickel-based 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 pens. 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 direct casting or forging. Therefore, it is used by sintering cobalt or nickel 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 a powder having an apparent density of 7.3 to 7.4 g / cm 3. It is preferred to use. If the purity of tungsten carbide is less than 99% by weight, the desired strength does not appear, and even when tungsten carbide out of the above properties is used, the strength of the produced carbide spacer may be deteriorated.

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 a cemented carbide spacer may further include 25 to 40 parts by weight of a nickel-based self-soluble powder, and the nickel-based self-soluble powder may include (a) 0.5 to 1 part by weight of boron; (b) 2-4 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.

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.When nickel is less than 20 parts by weight, it does not function as a binder, and there are problems such as a decrease in strength due to a large number of pores in the tissue, and in the case of more than 25 parts by weight, a decrease in hardness occurs because the binder is more than tungsten carbide. Occurs. Chromium is added as a role of improving hardness and increasing corrosion resistance, and if it is out of the above range, it cannot perform that role. Boron imparts an effect of improving wettability so that the self-soluble powder is melted to easily encapsulate tungsten carbide, and when it is less than 0.5 part by weight, the effect of improving wettability is significantly low, and when it is more than 1 part by weight, the fracture resistance is lowered and strength is greatly lowered. . Silicon lowers the melting point by forming a solid solution with nickel, and if it is less than 0.5 part by weight, the effect of the melting point decreases is small or small.

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 soluble powder are melted to form a matrix, and may include tungsten carbide powder therein. In this case, the cobalt powder and the nickel-based self-soluble powder are preferably those having properties of powder particle size (FSSS) 45 to 150 μm, fluidity (50 g) 15 to 16 sec, and apparent density of 4.3 to 4.4 g / cm 3. When cobalt powder and nickel-based soluble powder that are out of the above properties are used, the matrix may not be formed properly or the dispersion of tungsten carbide on the matrix may not be smooth, so that the strength of the cemented carbide spacer may be deteriorated.

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 flow rate (50 g) of 11.5 to 12.5 sec, and an apparent density of 5.8 to 6.3 g / cm 3. The metal powder is preferably composed of a mixture of the tungsten carbide powder, cobalt powder, and nickel-based self-soluble powder, so it is preferable to have the above 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 cemented carbide spacer comprising a cemented carbide produced using a metal powder.

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

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 cemented carbide spacer may be manufactured using a metal powder composed of tungsten carbide, cobalt, and nickel-based 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 Self-soluble powder may include 25 to 40 parts by weight. In addition, when manufactured using a metal powder composed of tungsten carbide and cobalt as described above, the cemented carbide spacer has 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 cemented carbide spacer 5 connects the bucket to the hole 4 formed in the excavator arm to couple the bucket to the excavator arm 1, and a hole is formed in the center to connect the excavator arm 1 and the bucket. It is in the shape of a disc, and 2 to 10 fixing parts 6 for being fixedly fixed to the excavator arm 1 may be provided at regular intervals 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 cemented 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.The cemented carbide spacer 5 according to an embodiment of the present invention is in the form of a ring integrally made of carbon steel, and can be manufactured through a casting process and additional machining. The sliding portion of the carbon steel cemented carbide spacer 5, which requires a high level of hardness and abrasion resistance, is provided with abrasion resistance by forming a plasma-transferred arc-producing welding coating film using a durable metal powder as a filler.

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, a cemented carbide spacer according to an embodiment of the present invention may be manufactured in a disc shape, and a hole for connecting an excavator arm 1 and a bucket may be provided at 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 cemented carbide spacer 5 may be composed of a non-exposed surface that is a part in contact with the excavator arm and an exposed surface that is a part in contact with the bucket, and 2 to 10 pieces for being securely fixed to the excavator arm, preferably on the exposed surface Preferably, 4 to 8, more preferably, 6 fixing parts 6 may be provided at regular intervals. If the number of fixing parts is less than two, the fixing of the cemented carbide spacer 5 may not be smooth, and thus may be detached during operation. When more than ten fixing parts are provided, the area of the cemented part formed between the fixing parts 6 is reduced The strength of the cemented carbide spacer may drop.

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 use the metal powder to form a cemented carbide portion between the fixed parts through a plasma transfer arc (PTA) foster welding process.

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 growth welding process, the cemented carbide powder is transferred to the plasma torch in an inert gas atmosphere and melted while being ejected directly into the arc, and melt-bonded to the surface of the base material (see FIG. 2). Plasma shift arc growth welding is advantageous in that it is easy to synthesize carbide powder, can form a relatively thick growth welding film, has 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 a welding film by plasma-transferred arc nurturing welding, in order to achieve a smoothness of the welding film surface and to prevent cracks in the welding interface, the welding film is subjected to a single welding transfer process on the target surface of the base material. It is preferably formed. However, two or more types of nursing welding films may be stacked or used, or when a thick welding film is required, the plasma shifting arc nurturing 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 sufficient wear life. The maximum thickness of the welding film is preferably limited to the thickness that can be achieved by one plasma transfer arc cultivation welding, and considering the durability of the welding film and 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 nickel-based 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 dimensionality 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 the third aspect is a method for manufacturing a cemented carbide spacer that is fixed to one side of an excavator arm and slides against a bucket, comprising: (i) manufacturing an integral 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 cemented carbide part through a plasma transfer arc (PTA) foster welding between fixed parts formed on one surface of the ring form, and the cemented carbide part uses the metal powder as a thermal spray material. It relates to a method of manufacturing a cemented carbide spacer, characterized in that proceeds by plasma transfer arc nurturing welding.

상기 초경부는 원하는 피막 두께가 형성되도록 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접 공정을 1회 이상 반복적으로 수행하여 형성될 수 있다.The cemented carbide may be formed by repeatedly performing a plasma-transferred arc (PTA) foster 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.After the plasma transfer arc (PTA) growth welding process, the cemented carbide may mechanically polish the growth welding film to form a smooth surface and a uniform thickness.

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 transfer arc (PTA) foster welding may be performed under a working current of 110 to 140A. The amount of current supplied from the plasma shift arc welding is a major factor in determining the plasma generation amount and the welding temperature. In the present invention, when the working current is less than 110A, the melting of the cobalt powder and the nickel-based self-soluble powder is not smooth, so separation of the tungsten carbide and the cobalt powder and the nickel-based self-soluble powder occurs, and when a current exceeding 140A is supplied, the tungsten carbide The strength may be lowered by melting or reprecipitating the particles.

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, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described to be easily carried out by those of ordinary skill in the art. In addition, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known functions or known configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, some features shown 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.58.9% by weight of tungsten carbide with 99% by weight 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, Metal powder was prepared by mixing 32.7% by weight of a nickel-based 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 on the cemented carbide spacer base was formed with a thickness of 5 mm on the sliding surface of the sliding portion by using a plasma transfer arc growth method. At this time, the working current was performed at 120A. After forming a nurturing welding film, a cemented carbide spacer was produced through plane polishing.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서 작업 전류를 140A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.In Example 1, the same operation was performed except that 140A was used.

실시예 3Example 3

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

실시예 4Example 4

상기 실시예 3에서 작업 전류를 140A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.In Example 3, the same operation was performed except that 140A was used.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 작업 전류를 100A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.In Example 1, the same operation was performed except that 100A was used.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 1에서 작업 전류를 160A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.In Example 1, the same operation was performed except that 160A was used.

비교예 3Comparative Example 3

상기 실시예 1에서 작업 전류를 180A로 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.In Example 1, except that the working current was used at 180 A, the same operation was performed.

실험예1Experimental Example 1

상기 실시예 1~4에서 제작된 초경 스페이서를 이용하여 ASTM G65-B에 나타나 있는 방법으로 내마모시험을 실시하였다.Using the cemented carbide spacers prepared in Examples 1 to 4, a wear resistance test was performed by the method shown in ASTM G65-B.

실험전(g)Before experiment (g) 실험후(g)After experiment (g) 편차Deviation 마모량(㎣)Amount of wear 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, 58.9% by weight of tungsten carbide, 8.4% by weight of cobalt, 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, 1.1% by weight of silicon Using a metal powder mixed with, by supplying a current of 120A it was found that the durability of the cemented carbide spacer using the plasma shift arc growth method is the highest.

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 cemented carbide spacers prepared in Examples 1-4. The specificity of Rockwell hardness was performed using DTR-200N of Daekyung Tech, and it was measured by calculating the average value of 5 times minus the minimum and maximum values after each 7 measurements using the finished surface specimen.

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 Figure 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 cemented carbide spacer using the plasma shifting arc cultivation method by supplying a current of 120 A was highest.

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 tissues were measured using the cemented carbide spacers prepared in Examples 1 and 1 to 3. As shown in FIG. 11, in the case of Comparative Example 1 in which the current was supplied at 100A, a phenomenon in which the matrix part and the tungsten carbide produced by the cobalt powder and the nickel-based self-soluble powder were separated, and when the current was supplied more than 160A It was confirmed that chemical changes such as melting or reprecipitation of tungsten carbide occurred due to the high calorific value.

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 cemented carbide portion of the cemented carbide spacers prepared in Examples 1 and 3 was investigated. Table 3 shows the measured composition ratio.

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 composition ratio of the cemented carbide portion is higher than that of the metal powder. As a result, the content of iron was increased as a result of bonding with the base iron by the plasma shifting arc growth method. Through this, it can be confirmed that the metal powder according to the present invention is strongly coupled with the base by a plasma shifting arc cultivation method. In addition, as shown in FIG. 12, in the case of using an appropriate plasma transfer arc growth welding method (b, ②, ③ in FIG. 8), tungsten carbide, cobalt, and nickel-based self-soluble particles are evenly distributed in the base layer melted at the interface with iron. It can be seen that it has high hardness and wear resistance due to tungsten carbide, which has a distribution and suppressed particle 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 the specific parts of the present invention have been described in detail above, 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, the substantial scope of the present invention will be 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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavator arm 2 Fixing part in excavator arm
3: Pin insertion part 4: Hole part
5: cemented carbide spacer 6: fixing part

Claims (12)

텅스텐 카바이드 분말 50~65중량부, 코발트 분말 5~10중량부 및 니켈계 자용성 분말 25~40중량부를 포함하는 초경 스페이서 제조용 금속 분말.
Metal powder for manufacturing a cemented 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 nickel-based soluble powder.
제1항에 있어서,
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) 0.5~2중량부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 분말.
According to claim 1,
The nickel-based self-soluble powder is
(a) 0.5 to 1 part by weight of boron (Boron);
(b) 2-4 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;
Metal powder comprising a.
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.
According to claim 1,
The metal powder is characterized in that the powder particle size (FSSS) is 45 ~ 150㎛, the fluidity (50g) is 11.5 ~ 12.5sec, and the apparent density is 5.8 ~ 6.3g / cm3.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 금속 분말을 이용하여 제조되는 초경부를 포함하는 초경 스페이서.
A cemented carbide spacer comprising a cemented carbide portion manufactured using the metal powder of any one of claims 1 to 3.
제4항에 있어서,
상기 초경 스페이서는 굴착기 버켓용인 것을 특징으로 하는 초경 스페이서.
According to claim 4,
The carbide spacer is a carbide spacer, characterized in that for the excavator bucket.
제4항에 있어서,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 초경 스페이서.
According to claim 4,
The cemented carbide
20-30 parts by weight of tungsten carbide, 4-6 parts by weight of cobalt, 0.1-1 part by weight of boron, 5-15 parts by weight of carbon, 2-3 parts by weight of chromium, 40-50 parts by weight of iron, 8-15 parts by weight of nickel, and A cemented carbide spacer comprising 2 to 4 parts by weight of silicon.
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 cemented carbide spacer connects the bucket to a hole formed in the excavator arm to couple the bucket to the excavator arm,
It is a disc shape with a hole for connecting the excavator arm and the bucket in the center.
Carbide spacer, characterized in that provided on the exposed surface of the spacer is provided with a fixed interval of 2 to 10 fixing parts for close contact with the excavator arm.
제7항에 있어서,
상기 스페이서의 노출면은,
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 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,
A cemented carbide spacer, characterized in that a cemented carbide portion is formed through a plasma transfer red arc (PTA) cultivation welding process between the fixed portions using the metal powder of any one of claims 1 to 3.
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 내지 제3항 중 어느 한 항의 금속 분말을 용사재로 사용하여 플라즈마 이행 아크 육성용접으로 진행되는 것을 특징으로 하는 초경 스페이서 제조방법.
In the manufacturing method of the cemented carbide spacer is fixed to one side of the excavator arm and in contact with the bucket,
(i) preparing an integral 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 cemented carbide portion through a plasma-transferred arc (PTA) nurturing welding between fixing portions formed on one surface of the ring shape,
The method of manufacturing a cemented carbide spacer, characterized in that the cemented carbide portion is subjected to a plasma-transferred arc-growth welding using the metal powder of any one of claims 1 to 3 as a thermal spray material.
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 method of manufacturing a cemented carbide spacer, wherein the cemented carbide portion is formed by repeatedly performing a plasma transfer arc (PTA) foster welding process one or more times to form a desired film thickness.
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 portion after the plasma transfer arc (Plasma Transferred Arc: PTA) nurturing welding process, the method of manufacturing a cemented carbide spacer characterized in that to form a smooth carbide surface and a uniform thickness by mechanically polishing the nurturing welding film.
제9항에 있어서,
상기 플라즈마 이행 아크(Plasma Transferred Arc:PTA) 육성용접은 110~140A의 작업 전류 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 초경 스페이서 제조방법.
The method of claim 9,
The plasma transfer arc (Plasma Transferred Arc: PTA) foster welding is characterized in that is performed under a working current of 110 ~ 140A carbide spacer manufacturing method.
KR1020180126099A 2018-10-22 2018-10-22 Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof KR102197601B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180126099A KR102197601B1 (en) 2018-10-22 2018-10-22 Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180126099A KR102197601B1 (en) 2018-10-22 2018-10-22 Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200045256A true KR20200045256A (en) 2020-05-04
KR102197601B1 KR102197601B1 (en) 2021-01-04

Family

ID=70732514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180126099A KR102197601B1 (en) 2018-10-22 2018-10-22 Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102197601B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990009039A (en) * 1997-07-07 1999-02-05 토니헬샴 Engine tappet with excellent wear resistance and its manufacturing method
KR20060070264A (en) * 2004-12-20 2006-06-23 두산인프라코어 주식회사 Arrangement for connecting joint part in construction machinery
KR100956998B1 (en) 2007-11-28 2010-05-11 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 a bucket mounting structure for using arm attachments in heavy construction equipment
KR20160088113A (en) * 2015-01-15 2016-07-25 경상대학교산학협력단 Bucket teeth of excavators and method for coating the bucket teeth
KR20160092468A (en) * 2015-01-27 2016-08-04 (주)하이엠시 Wear ring for concrete-pump car and manufacturing method for the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990009039A (en) * 1997-07-07 1999-02-05 토니헬샴 Engine tappet with excellent wear resistance and its manufacturing method
KR20060070264A (en) * 2004-12-20 2006-06-23 두산인프라코어 주식회사 Arrangement for connecting joint part in construction machinery
KR100956998B1 (en) 2007-11-28 2010-05-11 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 a bucket mounting structure for using arm attachments in heavy construction equipment
KR20160088113A (en) * 2015-01-15 2016-07-25 경상대학교산학협력단 Bucket teeth of excavators and method for coating the bucket teeth
KR20160092468A (en) * 2015-01-27 2016-08-04 (주)하이엠시 Wear ring for concrete-pump car and manufacturing method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102197601B1 (en) 2021-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106868374B (en) A kind of hard alloy composite material, preparation method and application
EP3149218B1 (en) Method of coating a body
KR20110030428A (en) Tungsten rhenium compounds and composites and methods for forming the same
JP2011080153A (en) Hard metal and cutting tool
CN104946914B (en) A kind of forming method of Metal Substrate functional gradient composite materials
CN103998165A (en) Composites comprising clustered reinforcing agents, methods of production, and methods of use
KR20040085050A (en) Sintered alloy having radient composition and method of producing the same
CN108690946B (en) Spray welding powder material and preparation method and application thereof
CN108842106B (en) Gauge protection ring and preparation method and application thereof
JP2020186165A (en) Titanium carbide overlay and method for producing the same
EP2570245B1 (en) Hardfacing composition having a specific particle size distribution
JP6528106B2 (en) NbC dispersion-hardened corrosion-resistant nickel-chromium-molybdenum alloy and method for manufacturing the same, steel material provided with corrosion-resistant and wear-resistant surface overlay welding layer and method for manufacturing the same, and cold tool
CN101653883A (en) Alloy mixed powder for alloy particle submerged arc overlay welding
KR102197601B1 (en) Carbide spacer comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof
US9103004B2 (en) Hardfacing composition and article having hardfacing deposit
KR102177693B1 (en) Carbide spacer manufacturing method comprising metal powder for manufacturing cemented carbide spacer and cemented carbide spacer manufactured by this method and cemented carbide spacer for mounting excavator arm manufactured by this method
Richardson et al. Developing diamond MMCs to improve durability in aggressive abrasive conditions
KR102374483B1 (en) Grinding roller and method for manufacturing the same
JP5207922B2 (en) Binderless powder for surface hardening
CN109234727B (en) Plasma surfacing iron-based Cr added with micron Ti3C2Hypereutectic wear-resistant coating and preparation method thereof
CN110944775B (en) Hardfaced products for abrasive applications and processes for making same
KR20190105302A (en) Abrasion resistant ring comprising tungsten carbide and nickel-based metal and manufacturing thereof
CN110444384A (en) A kind of neodymium iron boron magnetic body surface flam spray-welding layer and preparation method thereof
CN114799161B (en) Method for preparing diamond tool by coating prealloyed powder for diamond tool with nano tungsten carbide particles
TW202102695A (en) Composite material hard surface object used in high-wear environment and manufacturing method thereof including a substrate and a wear-resistant layer

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right