KR960010512B1 - 내식내마모용 용접봉 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내식내마모용 용접봉

제1도는 내식성 시험에 사용한 시험재의 정면도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

제3도는 마모시험에 사용한 시험재의 정면도.

제4도는 제3도의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.

제5도는 접동식 마모시험기의 원리도.

제6도는 단면경도 측정결과를 도시하는 선도.

제7도는 단면경도 측정위치를 도시하는 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 시험편 21 : 시험재

22 : 모재 23 : 하성층

24 : 시험층 23 : 하성층

24 : 시험층 25 : 용착금속

26 : 시험편 27 : 연강모재

28 : 초경판

본 발명은 디젤엔진의 피스톤의 경우 매끄러움, 즉 충격마모와 부식이 발생하는 부분에 육성용접하는 경우에 적합한 내식내마모용 용접봉에 관한 것이다.

선박용 대형 엔진의 피스톤으로서는 통상 주단강이 사용되고 있지만, 장시간 사용하면 피스톤량을 끼워 넣은 홈이 매끄러워져서 충격마모가 발생한다.

더욱이, 아황산가스에 의한 부식성 산의 생성도 더불어서 사용전에 견딜수 없게 된다. 그래서, 보수가 필요하게 되지만, 종래에는 일본공업규격(JIS) Z3223-1987(몰리브덴강 및 크롬몰리브덴강 피막아크용접봉) 혹은 일본공업규격(JIS) Z3251-1981(경화육성피복하크용접봉)의 DF2A등의 용접재료가 사용되고, 그 후 크롬도금이 실시되어 있다.

상기 종래의 방법으로는, 용접봉에 경질크롬도금등의 수고를 필요로 하고, 그러므로 보수비용이 고가로 되며, 또 현재의 디젤엔진에 있어서는 저연비, 고출력이 요구되며, 피스톤(링)에 걸리는 압력도 증대하고 있고, 종래의 용접재료로서는 장기의 사용에 견디지 못하고, 사용시간이 단기화하여 왔다.

본 발명은, 상기 사정에 따라 된 것으로, 용접육성만으로 종래와 동등의 성능이 얻어지는 용접봉(와이어를 포함한다)을 제공하여, 보수공정과 보수비용의 저감과 사용시간의 장기화를 도모할 수 있는 내시내마모용 용접봉을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 용착 금속 가운데가, C, Si, Cr, Mo, W, 나머지가 불순물과, Fe로 이루어진 내마모용 용접봉중에, Cu 혹은 Sb, 혹은 그 양자를 첨가하여 내식성을 향상시킨 것이고, 또한 각 금속의 바람직한 성분량에 관한 것이다.

본 발명에서는, 특히 내황성이 우수한 Cu 혹은 Sb, 혹은 그 양자가 첨가된다.

그 결과 내식성이 향상되는 것이다.

더욱이, 종래와 같이, 크롬도금공정을 필요없게 하여, 보수공정과 보수비용의 저감을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 성능이 얻어지는 하한의 경도(Hv 450)에서, 또 그 기계가공이 가능한 상한의 경도(Hv 600)가 제1층부터 얻어져서, 사용시간의 장기화가 도모되는 것이다.

이하에 본 발명의 일실시예를 설명한다.

본 발명의 내시내마모용 용접봉도 종래 일반의 제조방법에 의해 제조된다.

각종 성분량을 변화시켜서 구성한 용접봉 1~19 및 종래의 용접봉 12, 13이 하기표 1 및 표2에 나타나 있다.

상기 표1중, 청구범위에 제2항에 해당하는 것은 용접봉 1 및 2, 청구범위 제3항에 해당하는 것은 용접봉8, 청구범위 제4항에 해당하는 것은 용접봉 10이다.

또, 상기 표2 중, 청구범위 제4항에 해당하는 것은 용접봉 15 및 19이다.

상기 용접봉 1~11 및 종래의 용접봉 12, 13으로 형성된 용착금속의 내식성과 용접균열의 유무의 시험결과는 하기 표3과 같다.

(주) O은 균열없음 X는 균열발생

또, 내식성 시험에 사용한 시험편(20)은 제1도 및 제2도에 도시한 시험재(21)로부터 채취하였다.

즉, 모재(22)의 영향을 받지 않도록 모재(22) 상에 4층의 하성층(23)을 구성하고, 더욱이 그 위에 15mm의 시험층(24)을 육성하고, 이 육성부분으로부터 시험편(20)을 채취한 것이다.

또, 내식시험은 JIS G0591(스테인레스강의 5% 황산 부식시험방법)에 준하여, 부식액을 75% 황산, 온도 120℃로 하고, 24시간의 첨지시험을 행하여, 부식감량을 구한 것이다.

표3으로부터 분명한 바와 같이, Cu, Sb를 함유한 용접봉 1, 5, 8 및 10의 용착금속의 내식성이 현저하게 향상하고 있는 것이 판명되었다.

하기 표4에는 상기 표2에 도시한 각종 용접봉 15~19 및 종래의 용접봉 12, 13으로 형성한 용착 금속(25)의 마모시험 결과를 도시하고 있다.

(주) O은 양호 X은 불량

또, 마찰시험에 사용한 시험편(26)은, 제3도 및 제4도에 도시한 바와 같이, 연강모재(27) 상에 2층육성으로한 용착금속(25)의 연강모재(27)의 표면으로부터 1.0mm까지 절삭하여 시험편(26)으로 하고, 그 절삭면을 시험표면으로 했다.

이 마모시험은, 제5도에 도시한 바와 같이, 초경판(28)을 2개의 상기 시험편(26)에서 10kg/cm 의 하중 X을 가해서 초경판(28)을 피스톤 운동시키는 접동식 마모시험기를 사용해서 마모감량을 구한 것이다.

표4로부터 분명한 바와 같이, C, Cr, W를 함유하고 있는 용접봉 15 및 19가 내마모성이 우수한 것이 판명되었다.

제6도는 전기 용접봉 12, 13, 15, 16, 17, 18 및 19에 관하여, 제3도, 제4도와 동일한 방법으로 체취한 시험편 26의 단면 경도를 마이크로 피카스경도계로 측정한 결과를 나타내고 있다.

또, 단면경도의 측정단위는 제7도에 나타낸 화살 29부이고, 0.0mm지점의 모재 27과 용착금속 25와의 경계부이며, 5.5mm 지점이 표면에 가까운 부분이다.

제6도에 도시하고 있는 바와 같이, 종래의 용접봉 12, 13에 비해, C를 극도로 줄인 용접봉 17을 제외하고, 기타의 용접봉 15, 16, 18 및 19이 소요의 경도를 도시하고 있는 것이 판명되었다.

다만, 기계가공등을 기안한 적절 경도 Hv 450~600을 넘은 용접봉 16은 C가 본 발명의 상한을 넘어서, 기계가공성에 난점이 있다.

상기 각 시험에 있어서, 판명된 내시내마모용 용접봉의 바람직한 성분량은 하기와 같다.

C는 0.1% 이하에서는 소용의 경도가 얻어지지 않고, 0.4% 이상에서는 가공 가능한 경도 이상으로 상승하므로, 그 성분범위는 0.1~0.4%가 적당하다.

Si는 탈산 및 용착금속의 유동성을 얻기 위해 0.5% 이상으로 하고, 1.5% 이상이 되면 용착금속의 취화를 초래하므로 그 성분범위는 0.6~1.5%가 적당하다.

Cr은 Cu, Mo와 공존하고 내식성을 향상시키고 또 내열성도 개선하지만, 1.0% 이하에서는 효과가 얻어지지 않고, 7.5%를 넘으면 Cr탄화물을 형성하여 그 효과를 감하므로, 그 성분범위는 1.0~7.5%가 적당하다.

Mo는 내황성이 우수하고, 또 기지에 고용하여 다시 열처리함에 위한 연화저항을 증가하는 효과가 있지만, 0.5% 이하에서는 그 효과가 얻어지기 어렵고, 1.5%를 넘으면 용착금속의 인성을 훼손하므로 그 성분범위는 0.5~1.5%가 적당하다.

W는 내마모성을 향상시켜 고온에 있어서의 연화저항을 증가하지만, 3.0% 이하에서는 그 효과가 없고, 8.0%를 넘으면 열간내균열성에 해를 미치므로 그 성분범위는 3.0~8.0%가 적당하다.

Cu는 내황성이 우수하고, 그 내황성향상을 위해서는 0.2% 이하에서는 효과가 없고, 2.5% 이상 첨가하면 용착금속의 고온파편을 일으키므로, 그 성분범위는 0.2~2.5%가 적당하다.

Sb는 내황성이 우수하고, 그 내황성 황상을 위해서는 0.1% 이하에서는 효과가 없고, 1.5% 이상에서는 Cu와 같이 용착금속의 고온파편을 일으키므로 그 성분범위는 0.1~1.5%가 적당하다.

더욱이, 청구범위 제4항에 있어서의 Cu와 Sb의 복합첨가의 경우는 상승효과에 의해 첨가량의 합계가 하한 0.3%, 상한 3.0%가 적당한 것이 확인되었다.

본 발명의 용접봉은, 내식내마모성이 우수하고, 특히 디젤엔진의 피스톤등과 같이 매끄러움, 즉 충격마모와 부식을 발생하는 부분의 육성 용접에 적합하고, 더욱이, 보수공정과 보수비용의 저감을 도모할 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 용착금속중 C, Si, Cr, Mo, W 및 나머지가 불순물과 Fe로 이루어진 내식내마모용 용접봉에 있어서, 0.2 내지 2.5중량%의 Cu 및 0.1 내지 1.5중량%의 Sb로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 내식내마모용 용접봉.
2. 제1항에 있어서, C가 0.1~0.4중량%, Si이 0.5~1.5중량%, Cr이 1.0~7.5중량%, Mo이 0.5~1.5중량%, W이 3.0~8.0중량%, Cu이 0.2~2.5중량%인 것을 특징으로 하는 내식내마모용 용접봉.
3. 제1항에 있어서, C가 0.1~0.4중량%, Si이 0.5~1.5중량%, Cr이 1.0~7.5중량%, Mo이 0.5~1.5중량%, W이 3.0~8.0중량%, Sb이 0.1~1.5중량%인 것을 특징으로 하는 내식내마모용 용접봉.
4. 제1항에 있어서, C가 0.1~0.4중량%, Si이 0.5~1.5중량%, Cr이 1.0~7.5중량%, Mo이 0.5~1.5중량%, W이 3.0~8.0중량%, Cu와 Sb와의 합계가 0.3~3.0중량%인 것을 특징으로 하는 내식내마모용 용접봉.