내마모성 주물에는 어떤 유형의 강철/합금이 사용됩니까?

내마모성 주조에 사용되는 핵심 합금 계열

주조 공장에서는 부품이 직면하게 될 지배적인 마모 메커니즘을 기반으로 합금 시스템을 선택한 다음 화학 및 열처리를 조정하여 경도, 인성 및 부식 거동을 미세 조정합니다. 아래 표에는 내마모성 주조용으로 가장 자주 지정되는 합금 그룹이 요약되어 있습니다.

고 크롬 백주철 주물

고크롬 백철은 미세 구조에 마텐자이트 매트릭스에 조밀한 M7C3 크롬 탄화물이 내장되어 있기 때문에 순수 연마 마모의 기준 소재입니다. 15~26% 사이의 크롬 함량은 일반 탄소강보다 모래, 광석 또는 시멘트 골재의 가우징에 훨씬 더 잘 견디는 탄화물을 생성합니다. 연삭 실린더와 드럼 라이너는 이 합금으로 주조되는 경우가 많습니다. 그 이유는 초경 네트워크가 수천 시간의 작동 동안 마모 표면을 그대로 유지하기 때문입니다. 불안정화 및 템퍼링을 통한 열처리는 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트로 변환하는 데 사용됩니다. 이는 정상적인 사용 하중에서 주조물이 부서질 만큼 부서지기 쉽게 만들지 않고 표면 경도를 높입니다.

Ni-경질 주철 주물

Ni-Hard Iron은 니켈을 첨가하여 냉각 중에 연질 펄라이트의 형성을 억제하여 두꺼운 부분에서도 매트릭스가 직접 마르텐사이트로 변태할 수 있도록 합니다. 이는 Ni-Hard 주조에 고크롬철에 비해 경도, 주조 비용 및 기계 가공성 사이에서 유리한 균형을 제공합니다. 콘크리트 믹서 블레이드는 재료가 골재, 모래 및 시멘트 페이스트의 혼합 마모와 가벼운 충격을 견디기 때문에 일반적인 Ni-Hard 응용 분야입니다. AS2027 NiCr4와 같은 재료 등급은 마모 수명과 볼트 연결식 교체 부품에 필요한 치수 일관성을 결합하기 때문에 널리 지정됩니다.

고망간강 주물

Hadfield 강철이라고도 알려진 고망간강은 위의 두 철 계열과 다르게 작동합니다. 주조 상태에서는 상대적으로 부드럽고 단단하지만, 반복적인 충격으로 인해 표면층이 변형 쌍정을 통해 가공 경화되어 코어가 연성을 유지하면서 표면 경도가 높아집니다. 업계 데이터에 따르면 이 메커니즘은 표면이 완전히 가공 경화되면 처리되지 않은 탄소강에 비해 내마모성이 약 25배 증가할 수 있음을 나타냅니다. 이로 인해 고망간강은 점진적인 마모가 아닌 갑작스러운 충격 부하가 주요 파손 모드인 분쇄기 조, 해머 및 충격판에 대한 표준 선택이 됩니다.

마모 메커니즘에 맞는 합금 선택

경도만을 기준으로 합금을 선택하면 조기 균열이 발생하거나 과도한 비용이 발생할 수 있습니다. 보다 신뢰할 수 있는 접근 방식은 먼저 작동 환경을 분류한 다음 합금 계열을 일치시키고 필요한 경우 표면 처리를 적용하는 것입니다.

주조 공정과 합금 성능에 미치는 영향

합금 구성은 주물의 이론적 마모 수명을 결정하지만, 주조 공정은 그 잠재력이 실현되는지 여부를 결정합니다. 원심 주조는 연삭 배럴 및 롤러와 같은 원통형 마모 부품에 자주 적용됩니다. 회전 응고는 내마모성이 가장 중요한 외벽을 향해 밀도가 높은 금속을 채우고 다공성 및 가벼운 개재물은 보어쪽으로 이동하기 때문입니다. 정적 사형 주조는 믹서 블레이드 및 가이드 플레이트와 같은 불규칙한 형태에 일반적으로 사용되며 정밀 주조 바스켓 또는 쉘 몰드는 재작업 없이 기존 장비에 맞아야 하는 부품의 치수 정확도를 제어합니다. 타설 후 제어된 냉각 속도도 마찬가지로 중요합니다. 급격하거나 불균일한 냉각으로 인해 고크롬 철에 잔류 오스테나이트가 갇힐 수 있고 적절한 불안정화 열처리가 적용될 때까지 주물이 설계 경도보다 부드러워질 수 있기 때문입니다.

내마모성 주조 제품군

다음 구성 요소는 고크롬 연삭 실린더부터 Ni-Hard 믹서 블레이드에 이르기까지 연삭, 혼합 및 흐름 제어 장비 전반에 걸쳐 다양한 합금 제품군이 어떻게 적용되는지 보여줍니다.

연삭 실린더 고크롬 합금

연삭 배럴 고크롬 합금

가스 밸브 디스크 42CrMo 강철

흐름 가이드 플레이트 42CrMo 강철

믹서 마모 블레이드 Ni-경질 주철

내마모성 주물의 품질 검증

합금 성능은 미세 구조에 크게 좌우되기 때문에 육안 검사만으로는 내마모성을 확인할 수 없습니다. 신뢰할 수 있는 공급업체는 다양한 방법을 조합하여 주물을 검증합니다.

마모된 합금 주물의 유지보수 및 수리

내마모성 주조품의 서비스 수명 연장은 수리 방법이 합금 및 손상 정도와 일치한다면 일반적으로 전체 교체 비용보다 저렴합니다.

• 표면 클래딩: 플라즈마 분사 또는 레이저 클래딩은 마모된 부위의 단단한 표면층을 재생하고 치수 정확도를 복원합니다.
• 용접 수리: 예열 및 서냉 기능을 갖춘 저수소 알칼리 봉은 용접 온도를 섭씨 250~300도 정도로 유지하여 모재의 경화 특성을 보존합니다.
• 가공 및 연마: 경미한 마모는 선삭이나 연삭으로 제거한 후 재가열 처리하여 원래의 경도를 회복합니다.
• 직접 교체: 충격 균열이나 넓은 면적의 파손이 있는 부품은 재작업이 아닌 완전히 교체되므로 반복적인 열처리로 인해 발생할 수 있는 미세 구조 저하가 방지됩니다.

내마모성 그 이상: 고온로 부품

내마모 장비를 운영하는 많은 시설에서는 열처리 라인도 운영하므로 해당 시스템에 사용되는 관련 합금 주조에 주목할 가치가 있습니다. 연속로 라인용 복사열 튜브, 용광로 롤러 및 용광로 롤러는 일반적으로 위에서 설명한 마모 합금이 아닌 내열성 Cr-Ni 합금으로 주조됩니다. 그 이유는 이들의 주요 과제는 마모보다는 고온에서의 산화 및 크리프이기 때문입니다. 열처리 고정 장치, 용접 열처리 고정 장치, 열처리 베이스 트레이 및 정밀 주조 바스켓은 가공물을 용광로를 통해 운반하며 반복 주기에 따른 열 피로를 견뎌야 합니다. Ipsen 팬 블레이드, 퍼니스 피어, AFC 퍼니스 롤러 레일 및 롤러, AFC 푸셔 헤드, 주조 링크 벨트 퍼니스용 노상 롤, 체인 캐스팅 퍼니스용 체인 플레이트와 같은 구성 요소는 연속로 내부의 고정 장치 및 운반 시스템을 완성합니다. 이러한 시스템에 로딩 영역과 같이 입자 마모가 발생하는 경우 기본 구조를 보호하기 위해 고크롬 또는 Ni-Hard 합금의 내마모성 라이너가 추가되는 경우가 많습니다.

내마모성 주조 공급업체 선택

합금 선택 외에도 공급업체 경험은 생산 배치 전체의 일관성에 영향을 미칩니다. 용융 화학, 열처리 주기 및 주조 후 검사를 제어하는 ​​주조소는 보다 예측 가능한 서비스 수명을 가진 주조물을 제공하는 경향이 있습니다. 대량 주문 전에 재료 인증서, 경도 테스트 보고서 및 관련 비파괴 테스트 기록을 요청하면 공칭 등급 이름에만 의존하기보다는 배송된 합금이 사양과 일치하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.