KR20210010781A - Rod for hydraulic breaker and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20210010781A KR1020190087814A KR20190087814A KR20210010781A KR 20210010781 A KR20210010781 A KR 20210010781A KR 1020190087814 A KR1020190087814 A KR 1020190087814A KR 20190087814 A KR20190087814 A KR 20190087814A KR 20210010781 A KR20210010781 A KR 20210010781A
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Abstract

The present invention relates to a rod for a hydraulic breaker, and a manufacturing method thereof. According to the present invention, the rod for a hydraulic breaker is manufactured by using an alloy composition containing 0.40 to 0.50 wt% of carbon (C), 0.15 to 0.50 wt% of silicon (Si), 0.70 to 1.00 wt% of manganese (Mn), 0.95 to 1.25 wt% of chromium (Cr), 0.25 to 0.50 wt% of molybdenum (Mo), 0.030 wt% of phosphorus (P), 0.030 wt% of sulfur (S), 0.020 to 0.060 wt% of titanium (Ti), 0.0005 to 0.0030 wt% of boron (B), and the remainder of iron. According to the present invention, abrasion resistance can be further improved.

Description

유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법{Rod for hydraulic breaker and method for manufacturing the same}Rod for hydraulic breaker and method for manufacturing the same

본 발명은 수명 연장과 더불어 내마모성 및 내충격성이 향상된 로드(rod)에 대한 것으로서, 특히 굴삭기, 스키드 로더, 백호 로더 등의 장비에 장착하여 사용되며 유압과 압축된 질소 가스의 에너지를 피스톤의 운동에너지로 변환하고 이 피스톤의 운동에너지가 로드(갱)를 타격하여 암반 등 목표물에 전달되어 파쇄토록 하는 암반 또는 토사의 파쇄작업에 사용되며 충분한 내마모성을 확보하면서도, 파쇄작업시의 고충격하중에 견딜 수 있는 높은 강도와 인성을 확보하도록 그 구조를 개선한 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rod with improved wear resistance and impact resistance as well as extended life, and is particularly used by being mounted on equipment such as excavators, skid loaders, and backhoe loaders, and the energy of hydraulic pressure and compressed nitrogen gas is applied to the kinetic energy of the piston. The kinetic energy of this piston is used for crushing of rock or soil to be transmitted to targets such as rock by hitting the rod (gang) and crushing. While securing sufficient wear resistance, it can withstand high impact loads during crushing. It relates to a hydraulic breaker rod with improved structure to ensure high strength and toughness and a manufacturing method thereof.

일반적인 유압 브레이커의 로드는 파쇄물과 직접적으로 접촉된 상태에서 피스톤의 타격하중에 의하여 전달되는 타격에너지를 이용하여 파쇄물을 파쇄하는 작업을 수행하는 부품으로서 로드의 작업시 로드의 품질에 영향을 미치는 내부적, 외부적 요인이 있는 바,The rod of a general hydraulic breaker is a part that performs the work of crushing the crushed substance using the strike energy transmitted by the strike load of the piston in the state of direct contact with the crushed substance. There are external factors,

도 1에 도시된 바와 같이, 내부적 요인은 피스톤과의 타격면(A), 부시와의 마찰(B), 로드 핀과의 접촉면(C), 축방향의 압축응력(D), 로드에 가해지는 비틀림(E), 로드 기능부의 굽힘(F), 로드 작업시 발생되는 압력과 열(G)등이 있으며,As shown in Fig. 1, internal factors are the impact surface (A) with the piston, friction with the bush (B), the contact surface with the rod pin (C), the compressive stress in the axial direction (D), and There are torsion (E), bending of the rod function part (F), pressure and heat generated during rod work (G), etc.

외부적 요인으로는 로드의 부식과 돌가루와 먼지 등과의 마찰에 의한 표면 손상등이 있다.External factors include corrosion of the rod and surface damage due to friction with stone dust and dust.

상기와 같은 내,외부적인 요인을 견디기 위해서는 내충격성과 내마모성이 요구되며,Impact resistance and wear resistance are required to withstand the above internal and external factors,

우선, 암반 또는 콘크리드 등과 접촉하여 작업하므로 우수한 내마모성이 요구되며 이와 같은 내마모성 향상을 위해서는 고경도가 요구된다.First, since the work is in contact with rock or concrete, excellent abrasion resistance is required, and high hardness is required to improve such abrasion resistance.

또한, 유압 브레이커의 피스톤에 의한 타격에너지를 암반 등의 파쇄물에 전달하여 작업하므로 내충격성이 요구되며 내충격성 향상을 위해 강한 인성이 요구되는 것이다.In addition, since the impact energy by the piston of the hydraulic breaker is transferred to crushed material such as rock, impact resistance is required, and strong toughness is required to improve impact resistance.

즉, 가장 바람직한 로드의 성질은 내충격성과 동시에 내마모성이 요구되는 것이다.That is, the most desirable properties of the rod are that the impact resistance and wear resistance are required.

허나, 로드는 내마모성을 위해 고경도가 필요하나 이는 인성 저하를 유발하여 내충격성을 감소시키는 원인이 되므로 결국 고경도와 강인성은 서로 상반되는 특성으로 이 두가지의 특성을 동시에 갖는 로드를 개발하기 위해서는 적절한 강재의 설계와 함께 열처리 방법의 설계가 필수적인 것이다.However, the rod needs high hardness for abrasion resistance, but this causes a decrease in toughness, which causes the impact resistance to decrease. In the end, the high hardness and toughness are contradictory characteristics, and in order to develop a rod having these two characteristics at the same time, an appropriate steel material Along with the design of the heat treatment method is essential.

이와 같은 로드의 품질은 열처리후 나타나는 기계적특성으로 평가되며 이런 기계적 특성은 강재의 경화능(Hardnability : HRc)과 열처리 공정의 ??칭(Quenching)의 냉각능에 의하여 결정되는데 상기 냉각능은 열처리의 설비와 작업표준에 의하여 결정되는데 로드의 경우 이미 설비와 작업표준이 정해져 있어 냉각능은 항상 일정하다.The quality of such a rod is evaluated by the mechanical properties that appear after heat treatment, and these mechanical properties are determined by the hardnability (HRc) of the steel and the cooling ability of the quenching process of the heat treatment process. It is determined by and work standards. In the case of rods, equipment and work standards are already set, so the cooling capacity is always constant.

따라서, 강재의 경화능만이 로드의 품질을 결정하는 요인이 되며, 강재의 경화능은 조미니 시험(Jominy Test) 결과에 의하여 평가되는 것이다.Therefore, only the hardenability of the steel material is a factor that determines the quality of the rod, and the hardenability of the steel is evaluated by the result of the Jominy test.

참고로 조미니 시험(Jominy Test)은 강의 경화능을 측정하는 대표적인 시험방법으로 강재의 종류중에서; 열처리를 했을때, 경화깊이가 요구되는 스펙대로 잘 될수 있음을 보증하는 H-BAND STEEL이 있으며 이럴때 그 강재가 과연 경화깊이가 잘 나올지를 먼저 시험하는 것이 조미니 시험(Jominy Test)이다. For reference, the Jominy Test is a representative test method for measuring the hardenability of steel, among the types of steel; There is a H-BAND STEEL that guarantees that the hardening depth can be done according to the required specifications when heat treatment is performed, and in this case, the Jominy Test is the first to test whether the steel material has a good hardening depth.

조미니 테스트는 별도로 지정된 시편을 제작하여 한쪽 끝단을 ??칭 열처리를 해서, 끝단부 부터 안쪽으로 경도를 쭉 측정하여 측정값들로 경화능(경화커브)을 구하는 것이다.In the jomini test, a separately designated specimen is prepared, one end is subjected to quenching heat treatment, and the hardness is measured from the end to the inside to obtain the hardening ability (curing curve) from the measured values.

현재 로드용 강재로 사용되는 것은 SCM440이며 이 강재의 화학성분과 조미니 시험(Jominy Test)결과와 로드의 기계적 특성은 하기에 표 1, 표 2 및 표 3에 나타나 있다.Currently, SCM440 is used as a steel for a rod, and the chemical composition of this steel, the Jominy Test result, and the mechanical properties of the rod are shown in Tables 1, 2, and 3 below.



강 종

River bell
C
C
Si
Si
Mn
Mn
P
P
S
S
Cr
Cr
Mo
Mo
Fe
Fe
SCM440
SCM440
0.38 ~
0.43
중량%
0.38 ~
0.43
weight%
0.15 ~
0.35
중량%
0.15 ~
0.35
weight%
0.60 ~
0.85
중량%
0.60 ~
0.85
weight%

0.03 중량%

0.03% by weight

0.03 중량%

0.03% by weight
0.90 ~
1.20
중량%
0.90 ~
1.20
weight%
0.15 ~
0.30
중량%
0.15 ~
0.30
weight%
96.81 ~
97.76
중량%
96.81 ~
97.76
weight%

강 종 River bell Jominy 값(HRc) Jominy value (HRc) J9 J9 J13 J13 J50 J50 SCM440 SCM440 50 50 48 48 26 26


강 종
River bell
직 경
diameter
표면경도
Surface hardness 표면 15% 지점경도15% surface hardness
중심경도
Central hardness
인장강도
The tensile strength
항복강도
Yield strength
연신율
Elongation 단면수축율Sectional shrinkage rate 충격값
(J/Cm3) Impact value
(J/Cm 3 ) HRcHRc HRcHRc HRcHRc kgf/mm2 kgf/mm 2 kgf/mmkgf/mm %% %% 20℃20℃ SCM440SCM440 135 135 5151 3838 2626 109.6109.6 82.482.4 1616 4949 99

최근 건설장비가 고성능화, 고마력화되면서 상기와 같은 로드의 소모도 빨라지게 되어 교환주기가 짧아지고 있는 바, 상기와 같은 소모성 부품에 대한 수명연장의 요구가 커지고 있다. In recent years, as construction equipment has become more high-performance and high-horsepower, the consumption of such rods has become faster, so that the replacement cycle is shortened. Accordingly, there is a growing demand for life extension of the consumable parts.

상기와 같은 로드의 사용 수명을 연장시키기 위해서는 로드에 마모성과 특히 내충격성을 강화시킬 필요가 있다. 이를 위하여 최근 다양한 연구들이 진행되고 있는 실정이나,In order to extend the service life of the rod as described above, it is necessary to reinforce the abrasion property and in particular impact resistance of the rod. To this end, various studies are currently being conducted.

상기와 같이 현재 사용되는 강재는 내마모성이나 내충격성 등이 미흡하고 조미니 시험(Jominy Test)에 대한 규제가 존재치 아니하므로 문제점이 있는 것이다.As described above, the currently used steel has a problem because abrasion resistance or impact resistance is insufficient, and there is no regulation on the Jominy test.

한국특허등록 제10-0218746호Korean Patent Registration No. 10-0218746 한국특허등록 제10-0447250호Korean Patent Registration No. 10-0447250

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,As to solve the above problems,

본 발명에서는 수명이 연장되어 교환주기를 연장시킬 수 있는 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a rod for a hydraulic breaker and a method for manufacturing the same, which can extend the exchange period by extending the life span.

본 발명에서는 또한 내마모성과 내충격성이 향상된 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a rod for a hydraulic breaker with improved wear resistance and impact resistance, and a method of manufacturing the same.

본 발명은 철강 소재 합금 원소의 조성과 함량비를 최적화하고, 그에 맞는 최적의 열처리공정 기술을 적용하여 제조함으로써 내마모성과 내충격성이 향상된 최적의 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데 또 다른 목적이 있는 것이다.The present invention is to provide an optimal hydraulic breaker rod with improved wear resistance and impact resistance and a manufacturing method thereof by optimizing the composition and content ratio of alloy elements in steel materials, and by applying the optimal heat treatment process technology accordingly. It has a purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 해결적 수단은,Specific solution means for achieving the above object,

"탄소(C) 0.40 ~ 0.50 중량%, 실리콘(Si) 0.15 ~ 0.50 중량%, 망간(Mn) 0.70 내지 1.00 중량%, 크롬(Cr) 0.95 내지 1.25 중량%, 몰리브뎀(Mo) 0.25 ~ 0.50 중량%, 인(P) 0.030 중량%, 황(S) 0.030 중량%, 티타늄(Ti) 0.020 내지 0.060 중량%, 붕소(B) 0.0005 내지 0.0030 중량% 이하 및 잔부의 철을 함유하는 합금 조성물에 의하여 제조된 유압 브레이커용 로드와,"Carbon (C) 0.40 to 0.50 wt%, silicon (Si) 0.15 to 0.50 wt%, manganese (Mn) 0.70 to 1.00 wt%, chromium (Cr) 0.95 to 1.25 wt%, molybdenum (Mo) 0.25 to 0.50 By weight%, phosphorus (P) 0.030% by weight, sulfur (S) 0.030% by weight, titanium (Ti) 0.020 to 0.060% by weight, boron (B) 0.0005 to 0.0030% by weight or less, and the balance by an alloy composition containing iron The manufactured hydraulic breaker rod,

상기 합금 조성물을 용융시켜 용강을 제조하고 상기 용융된 용강을 주형에 주입하여 응고시키는 주조를 실시하여 로드 형태로 한 다음 상기 형성된 로드를 열간 가공 후 ??칭 즉, 열처리를 포함하며,The alloy composition is melted to produce molten steel, and the molten molten steel is injected into a mold to solidify it into a rod shape, and then the formed rod is hot-worked, and then heat treatment is included,

직경 65 이하 또는 65 내지 210의 로드를 가열온도 870℃에서 80 ~ 220분 유지한 후 물과 수용성 냉매를 이용하여 80 ~ 440초간 냉각시키고 템퍼링 온도 260 ~ 340℃에서 240 ~ 660분간 템퍼링한 후 공냉하여 제조된 유압 브레이커용 로드 제조방법"을 그 구성적 특징으로 함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.After holding a rod with a diameter of 65 or less or 65 to 210 for 80 to 220 minutes at a heating temperature of 870°C, cool it for 80 to 440 seconds using water and a water-soluble refrigerant, temper at a tempering temperature of 260 to 340°C for 240 to 660 minutes, and then air-cooled. The above object can be achieved by using the "manufacturing method for a rod for a hydraulic breaker manufactured in this manner" as its structural feature.

본 발명에 따른 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법은 철강 소재 합금 원소의 조성과 함량비를 최적화한 것으로서, 수명이 연장되며 우수한 내마모성과 내충격성을 가진다. The hydraulic breaker rod and its manufacturing method according to the present invention optimize the composition and content ratio of the alloying element of a steel material, extend the life span, and have excellent wear resistance and impact resistance.

또한 상기 로드는 상기 철강 소재 합금 원소의 조성과 함량비에 적합한 최적의 열처리공정 기술을 적용하여 제조됨으로써 내마모성과 내충격성이 더욱 향상될 수 있다.In addition, the rod is manufactured by applying an optimal heat treatment process technology suitable for the composition and content ratio of the alloy element of the steel material, thereby further improving wear resistance and impact resistance.

이상에서 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 수 있을 것이다.Although the present invention has been illustrated and described above with reference to specific preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains within the scope not departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications may be possible by the user.

도 1은 종래 일반적인 로드의 품질에 영향을 미치는 내부적 요인을 간략하게 나타낸 도면,
도 2는 본 발명인 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법에 의한 로드와 종래 로드의 조미니 시험 비교표,
도 3은 본 발명인 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법에 의한 로드의 조미니 시험 결과를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명인 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법에 의한 로드와 종래 로드의 기계적 성질의 비교표이다.1 is a schematic diagram showing internal factors affecting the quality of a conventional general rod;
Figure 2 is a comparison table of the conventional rod jomini test of the rod according to the present inventors hydraulic breaker rod and its manufacturing method,
3 is a graph showing the results of a jomini test of the rod according to the present inventor's hydraulic breaker rod and its manufacturing method,
4 is a comparison table of the mechanical properties of a rod for a hydraulic breaker according to the present invention and a rod according to a manufacturing method thereof and a conventional rod.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하며, 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않음은 물론, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in the present specification are exemplified only for the purpose of describing the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention are Since various changes can be added and may have various forms, all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention are included, and terms or words used in the specification and claims are conventional or dictionary. The meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention are not limited to the meaning, and based on the fact that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. Should be interpreted as. Accordingly, the embodiments described in the specification of the present invention and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, but are substituted at the time of filing of the present invention. It will be understood that various equivalents and variations that may be made are possible or exist.

또한, 본 발명의 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In addition, unless otherwise defined in the specification of the present invention, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Have. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this specification. Does not.

이하, 본 발명인 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법의 구체적인 구성 및 작용에 대하여 도면과 함께 설명하고자 한다.Hereinafter, a detailed configuration and operation of a rod for a hydraulic breaker and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래 일반적인 로드의 품질에 영향을 미치는 내부적 요인을 간략하게 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명인 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법에 의한 로드와 종래 로드의 조미니 시험 비교표이고, 도 3은 본 발명인 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법에 의한 로드의 조미니 시험 결과를 나타낸 그래프이며, 도 4는 본 발명인 유압 브레이커용 로드 및 그 제조방법에 의한 로드와 종래 로드의 기계적 성질의 비교표이다.1 is a view schematically showing internal factors affecting the quality of a conventional general rod, and FIG. 2 is a comparison table of a jomini test between a rod for a hydraulic breaker according to the present invention and a conventional rod according to a manufacturing method thereof, and FIG. 3 is It is a graph showing the results of the jominiing test of the rod for a hydraulic breaker according to the present inventors and a manufacturing method thereof, and FIG. 4 is a comparison table of the mechanical properties of the rod for a hydraulic breaker according to the present invention and the rod according to the manufacturing method and the conventional rod.

본 발명인 유압 브레이커용 로드의 구성성분을 구체적으로 보면,Looking specifically at the components of the hydraulic breaker rod of the present invention,

탄소(C) 0.40 ~ 0.50 중량%, 실리콘(Si) 0.15 ~ 0.50 중량%, 망간(Mn) 0.70 내지 1.00 중량%, 크롬(Cr) 0.95 내지 1.25 중량%, 몰리브뎀(Mo) 0.25 ~ 0.50 중량%, 인(P) 0.030 중량%, 황(S) 0.030 중량%, 티타늄(Ti) 0.020 내지 0.060 중량%, 붕소(B) 0.0005 내지 0.0030 중량% 이하 및 잔부의 철을 함유하는 합금 조성물에 의하여 제조된 것이다.Carbon (C) 0.40 to 0.50 wt%, Silicon (Si) 0.15 to 0.50 wt%, Manganese (Mn) 0.70 to 1.00 wt%, Chromium (Cr) 0.95 to 1.25 wt%, Molybdem (Mo) 0.25 to 0.50 wt% %, phosphorus (P) 0.030% by weight, sulfur (S) 0.030% by weight, titanium (Ti) 0.020 to 0.060% by weight, boron (B) 0.0005 to 0.0030% by weight or less, and the remainder by an alloy composition containing iron It was done

상기의 본 발명에 대한 구성성분인 화학성분은 하기에 표 4에 나타나 있다.The chemical components that are constituents for the present invention are shown in Table 4 below.

강 종River bell C C Si Si Mn Mn P P S S Cr Cr Ti Ti B B Mo Mo Fe Fe
본 발명
The present invention 0.40 ~ 0.50 중량%0.40 ~ 0.50 wt% 0.15 ~ 0.50
중량%0.15 ~ 0.50
weight% 0.70 ~ 1.00
중량%0.70 ~ 1.00
weight% 0.030 중량%0.030% by weight 0.030
중량%0.030
weight% 0.95 ~ 1.25
중량%0.95 ~ 1.25
weight% 0.020 ~
0.060
중량 %0.020 ~
0.060
weight % 0.0005 ~
0.0030
중량%0.0005 ~
0.0030
weight% 0.25~ 0.50
중량%0.25~ 0.50
weight%
잔부 중량%
Balance weight%

본 발명에 따른 유압 브레이커용 로드는 철을 주성분으로 하는 합금 조성물에 의하여 제조될 수 있다.The rod for a hydraulic breaker according to the present invention can be manufactured by an alloy composition containing iron as a main component.

상기 합금 조성물에는 철 외에 탄소도 포함된다.In addition to iron, carbon is also included in the alloy composition.

탄소(C)는 0.40~0.50 중량% 정도 포함되는데, 탄소는 강의 강도를 향상시키는 데에 가장 효과적이고 중요한 원소이다. 상기 탄소는 오스테나이트에 고용하여 ??칭(quenching)시 변형유발 가능성을 크게 한다. 또한 탄소는 Fe, Cr 등의 원소와 화합하여 탄화물을 형성하므로써 강도 및 경도를 향상시킨다.Carbon (C) is contained in about 0.40 to 0.50% by weight, and carbon is the most effective and important element for improving the strength of steel. The carbon is dissolved in austenite to increase the possibility of inducing deformation during quenching. In addition, carbon is combined with elements such as Fe and Cr to form carbides, thereby improving strength and hardness.

본 발명의 로드는 실리콘을 포함하는 합금 조성물로서 실리콘(Si)은 0.15~0.50 중량% 정도 함유되는데, 강 속의 실리콘(Si)은 주로 선철과 탈산제에서 잔류되는 것이다.The rod of the present invention is an alloy composition containing silicon and contains about 0.15 to 0.50% by weight of silicon (Si), and silicon (Si) in the steel is mainly left in pig iron and deoxidizer.

실리콘은 SiO2와 같은 화합물을 형성하지 않는 한 페라이트 속에 고용 되므로 탄소강의 기계적 성질에는 큰 영향을 미치지 않는다. 상기 규소는 템퍼링시 연화저항성을 증대시키기 때문이다.Silicon is dissolved in ferrite unless it forms a compound such as SiO2, so it does not significantly affect the mechanical properties of carbon steel. This is because the silicon increases the softening resistance during tempering.

망간(Mn)은 0.70~1.00 중량% 정도로 함유된다. 이 망간(Mn)의 일부는 강 속에 고용되며, 나머지는 강 속에 함유되어 있는 황(S)과 결합하여 비금속 개재물(nonmetallic inclusion)인 MnS를 결정립내에 형성한다. Manganese (Mn) is contained in an amount of 0.70 to 1.00% by weight. Some of this manganese (Mn) is dissolved in the steel, and the rest is combined with the sulfur (S) contained in the steel to form MnS, a nonmetallic inclusion, in the crystal grains.

상기 MnS는 연성이 있어서 소성가공시에 가공방향으로 길게 연신되는 특성이 있어 강의 물성에 영향을 주지만, 상기 MnS의 형성으로 인하여 강 속의 S의 양이 감소되도록 하는 효과가 있다. The MnS is ductile and is elongated in the processing direction during plastic processing, which affects the properties of the steel, but has the effect of reducing the amount of S in the steel due to the formation of the MnS.

참고로, 상기 황(S)은 결정립계에 형성되는 취약하고 저융점 화합물인 FeS를형성을 억제시킨다. For reference, the sulfur (S) inhibits the formation of FeS, which is a weak and low melting point compound formed at grain boundaries.

따라서, Mn에 의해서 펄라이트가 미세해지고, 페라이트를 고용강화시키므로써 탄소강의 항복강도를 향상시킨다. 또한, ??칭(quenching)시 경화깊이를 증가시키지만, 많은 양이 함유되어 있을때는 ??칭 균열이나 변형을 유발시킨다. Therefore, pearlite becomes fine by Mn, and the yield strength of carbon steel is improved by solid solution strengthening of ferrite. In addition, it increases the hardening depth when quenching, but when it contains a large amount, it causes quench cracking or deformation.

Mn은 강에 점성을 부여하는 특징이 있지만 강의 내산성및 내산화성을 저해하는 원소이기도 하다. 따라서, 본 발명에서는 Mn의 함량을 0.70~1.00 중량%로 조절한다.Although Mn has the characteristics of imparting viscosity to steel, it is also an element that inhibits the acid resistance and oxidation resistance of steel. Therefore, in the present invention, the content of Mn is adjusted to 0.70 to 1.00% by weight.

또한 Cr과의 공존하면 우수한 경화능을 나타내어 대형 강재의 열처리를 용이하게 한다. In addition, when it coexists with Cr, it exhibits excellent hardenability and facilitates heat treatment of large steel materials.

크롬(Cr)은 0.95~1.25 중량% 정도 함유된다. 참고로 크롬은 오스테나이트 영역을 확장시키는 역할을 할 수 있다. 크롬은 가격이 싸고, 다량 첨가하여도 취화를 일으키지 않는 탄화물을 형성시킨다.Chromium (Cr) is contained in about 0.95 to 1.25% by weight. For reference, chromium can play a role of expanding the austenite area. Chromium is inexpensive and forms carbides that do not cause embrittlement even when added in large amounts.

크롬은 구조용강, 공구강, 스테인리스강 및 내열강에 함유되는 중요한 합금원소이다. 단 Cr의 첨가량이 많아지면 비자성의 취약한 상이 나타난다. Cr은 또한 저온취성과 수소취성을 방지하는 효과가 있지만 템퍼링 취성을 유발한다. 이에 본 발명에서는 Cr의 함량을 0.95~1.25 중량% 정도로 한정한다.Chromium is an important alloying element contained in structural steel, tool steel, stainless steel and heat-resistant steel. However, when the amount of Cr is increased, a weak nonmagnetic phase appears. Cr also has the effect of preventing low-temperature embrittlement and hydrogen embrittlement, but causes tempering embrittlement. Accordingly, in the present invention, the content of Cr is limited to about 0.95 to 1.25% by weight.

붕소(B)는 강재에 자연발생적으로 포함될 수 있는 원소로서 그 함량이 적을 수록 좋은데, 본 발명에서는 0.0005~0.0030 중량% 정도 포함되도록 한다. 상기 붕소의 함량을 0.0030 중량% 이하로 조절함으로써 경화능을 증가시킬 수 있다. 붕소가 과잉 첨가되면 Fe3B를 형성하여 적열취성을 일으킨다.Boron (B) is an element that can be naturally included in steel, and the smaller the content is, the better, but in the present invention, about 0.0005 to 0.0030% by weight is included. By adjusting the boron content to 0.0030% by weight or less, the hardenability may be increased. When boron is added excessively, Fe 3 B is formed, causing red heat embrittlement.

티타늄(Ti)은 0.020~0.060 중량% 정도 함유된다. Ti는 O, N, C, S 및 H 등 어느 원소와도 강한 친화력을 나타내고 특히 탈산, 탈질 및 탈유에 흔히 사용된다. Titanium (Ti) is contained about 0.020 to 0.060% by weight. Ti exhibits a strong affinity with any element such as O, N, C, S, and H, and is particularly commonly used for deoxidation, denitrification and deoiling.

탄화물 형성능도 Cr보다 강하고 결정립을 미세화시키기 때문에 스테인리스강이나 절삭공구강의 개량에 이용된다. Carbide formation ability is also stronger than Cr and it is used to improve stainless steel and cutting tool steel because it makes crystal grains finer.

또한 타금속원소와도 화합물을 형성하여 석출경화 효과가 현저하므로 석출경화형 스테인리스강이나 영구자석 등에 이용된다. In addition, since it forms a compound with other metal elements, the precipitation hardening effect is remarkable, so it is used for precipitation hardening stainless steel or permanent magnets.

본 발명에서는 상기 티타늄(Ti)의 함량을 0.020~0.060 중량% 정도로 조정한다.In the present invention, the content of titanium (Ti) is adjusted to about 0.020 to 0.060% by weight.

인(P)과 황(S)은 각각 상기 합금 조성물 총 중량에 대하여 0.030 중량% 이하가 되도록 조절한다.Phosphorus (P) and sulfur (S) are each adjusted to be 0.030% by weight or less based on the total weight of the alloy composition.

황(S)은 강 속에 함유되어 있는 원소로서, 보통 Mn과 결합하여 MnS 개재물을 형성한다. 강 중에 Mn의 양이 충분치 못할 경우에는 Mn에 의하여 황(S)이 전부 소모되지 못하기 때문에 상기 황(S)이 Fe와 결합하여 FeS를 형성하기도 한다. Sulfur (S) is an element contained in steel, and usually combines with Mn to form MnS inclusions. When the amount of Mn in the steel is insufficient, the sulfur (S) is not completely consumed by Mn, so the sulfur (S) may be combined with Fe to form FeS.

일반적으로 황은 Mn, Ti 등의 원소와 결합하여 강의 피삭성을 증가시킨다.In general, sulfur increases the machinability of steel by bonding with elements such as Mn and Ti.

한편 본 발명은 상기와 같은 구성성분에 의한 합금 조성물을 용융시켜 용강을 제조하고 상기 용융된 용강을 주형에 주입하여 응고시키는 주조를 실시하여 로드 형태로 한 다음 상기 형성된 로드를 열간 가공 후 퀀칭 즉, 열처리함에 있어서, Meanwhile, in the present invention, molten steel is manufactured by melting the alloy composition of the above-described components, and casting is performed in which the molten molten steel is injected into a mold to solidify to form a rod, and then the formed rod is hot-worked and then quenched. In heat treatment,

직경 65 이하 또는 65 내지 210의 로드를 가열온도 870℃에서 80 ~ 220분 유지한 후 물과 수용성 냉매를 이용하여 80 ~ 440초간 냉각시키고 템퍼링 온도 260 ~ 340℃에서 240 ~ 660분간 템퍼링한 후 공냉하여 제조된 것이다.After holding a rod with a diameter of 65 or less or 65 to 210 for 80 to 220 minutes at a heating temperature of 870°C, cool it for 80 to 440 seconds using water and a water-soluble refrigerant, temper at a tempering temperature of 260 to 340°C for 240 to 660 minutes, and then air-cooled. It was manufactured

상기와 같이 구성된 본 발명은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 로드의 경우 경도가 우수하며, 본 발명에 따른 조성을 갖는 합금용 조성물을 이용하여 로드를 형성한 후 소정의 열처리를 한 경우 경도값이 매우 우수해짐을 알 수 있다.The present invention configured as described above has excellent hardness in the case of the rod according to the present invention, as shown in Figs. 2 and 3, and a predetermined heat treatment after forming the rod using the alloy composition having the composition according to the present invention It can be seen that the hardness value is very excellent in the case of

한편, 하기 표 5에서는 본 발명의 로드와 지면의 거리와 경도값을 나타낸 것이다.Meanwhile, in Table 5 below, the distance and hardness values between the rod and the ground of the present invention are shown.

거리(mm)Distance(mm) 경도(HRc)Hardness (HRc) 1.51.5 55.7255.72 33 56.5456.54 55 55.9555.95 77 55.955.9 99 55.3255.32 1111 55.3755.37 1313 55.1755.17 1515 54.9254.92 2020 53.2553.25 2525 48.8748.87 3030 45.4745.47 3535 41.441.4 4040 38.5238.52 4545 36.4536.45 5050 35.0235.02

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 종래 로드와 본 발명의 로드는 기계적 성질에서 경도나 강도 등에서 우수한 수치를 나타낸 것으로서,On the other hand, as shown in Fig. 4, the conventional rod and the rod of the present invention have excellent values in terms of hardness and strength in mechanical properties

본 발명에 따른 유압 브레이커용 로드는 철강 소재 합금 원소의 조성과 함량비를 최적화한 것으로서, 우수한 내마모성과 내충격성을 가진다. The hydraulic breaker rod according to the present invention has an optimized composition and content ratio of an alloy element of a steel material, and has excellent wear resistance and impact resistance.

또한 상기 로드는 상기 철강 소재 합금 원소의 조성과 함량비에 적합한 최적의 열처리공정 기술을 적용하여 제조됨으로써 내마모성과 내충격성이 더욱 향상될 수 있다.In addition, the rod is manufactured by applying an optimal heat treatment process technology suitable for the composition and content ratio of the alloy element of the steel material, thereby further improving wear resistance and impact resistance.

Claims (2)

탄소(C) 0.40 ~ 0.50 중량%, 실리콘(Si) 0.15 ~ 0.50 중량%, 망간(Mn) 0.70 내지 1.00 중량%, 크롬(Cr) 0.95 내지 1.25 중량%, 몰리브뎀(Mo) 0.25 ~ 0.50 중량%, 인(P) 0.030 중량%, 황(S) 0.030 중량%, 티타늄(Ti) 0.020 내지 0.060 중량%, 붕소(B) 0.0005 내지 0.0030 중량% 이하 및 잔부의 철을 함유하는 합금 조성물에 의하여 제조된 유압 브레이커용 로드.
Carbon (C) 0.40 to 0.50 wt%, Silicon (Si) 0.15 to 0.50 wt%, Manganese (Mn) 0.70 to 1.00 wt%, Chromium (Cr) 0.95 to 1.25 wt%, Molybdem (Mo) 0.25 to 0.50 wt% %, phosphorus (P) 0.030% by weight, sulfur (S) 0.030% by weight, titanium (Ti) 0.020 to 0.060% by weight, boron (B) 0.0005 to 0.0030% by weight or less, and the remainder by an alloy composition containing iron Hydraulic breaker rod.
 제 1항에 의한 합금 조성물을 용융시켜 용강을 제조하고 상기 용융된 용강을 주형에 주입하여 응고시키는 주조를 실시하여 로드 형태로 한 다음 상기 형성된 로드를 열간 가공 후 ??칭 즉, 열처리를 포함하며,
직경 65 이하 또는 65 내지 210의 로드를 가열온도 870℃에서 80 ~ 220분 유지한 후 물과 수용성 냉매를 이용하여 80 ~ 440초간 냉각시키고 템퍼링 온도 260 ~ 340℃에서 240 ~ 660분간 템퍼링한 후 공냉하여 제조된 유압 브레이커용 로드 제조방법.The alloy composition according to claim 1 is melted to produce molten steel, and the molten molten steel is injected into a mold to solidify to form a rod, and then the formed rod is hot-worked, ie, heat treatment is included. ,
After holding a rod with a diameter of 65 or less or 65 to 210 for 80 to 220 minutes at a heating temperature of 870°C, cool it for 80 to 440 seconds using water and a water-soluble refrigerant, temper at a tempering temperature of 260 to 340°C for 240 to 660 minutes, and then air-cooled. A method for manufacturing a rod for a hydraulic breaker manufactured by doing this
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