일반기술

미량원소 첨가에 의한 페라이트기지 미세분산흑연 회주철 및 그 제조공정

본 기술은 회주철을 제조할 때 금형주조에서 얻을 수 있는 조직인 페라이트 기지에 D Type 흑연을 갖는 조직과 가공성, 특히 절삭가공성이 우수한 기계적 특성을 성분원소의 함량과 특수원소의 미량첨가, 그리고 용탕처리에 의해 생산성이 우수한 사형주조에 의해 제조할 수 있도록 개발된 합금 및 제조공정에 관한 것이다.본 기술은 금형주조에 의한 유사 미세조직의 주철 제조방법에 비해 제조원가를 크게 낮출 수 있고 일반 사형 주조에 의한 퍼얼라이트기지 편상흑연 회주철에 비해 절삭성 등 가공성이 우수하여 공구의 수명을 증가시킴으로 생산성을 향상시키는 등 뛰어난 경제성을 갖는다. 따라서 적당한 강도를 갖고 우수한 가공성이 요구되는 부품의 제조에 적용할 수 있다.회주철은 유동성이 우수하여 복잡한 형상의 주조가 쉽고, 가공성이 우수하며, 넓은 범위로 경도값을 조절할 수 있을 뿐 아니라 내마모성이 우수하여 자동차, 산업용 기기, 가전 제품 등의 부품에 널리 사용되고 있다. 회주철은 일반적으로 사형주조에 의해 제조된다. 사형 주조된 회주철은 성분과 주조후 냉각속도, 열처리 등에 의해 조직과 기계적 성질이 결정된다. 일반적으로 사형 주조한 회주철의 경우 퍼얼라이트기지에 일부 페라이트를 함유하며 흑연의 형상은 편상을 갖는다. 이 경우 절삭가공공정에서 발생하는 공구의 마모에 따른 공정단가의 상승, 높은 작업 난이도 등의 문제점이 있을 수 있다. 금형 주조의 경우 응고공정 중 일정온도로 유지되는 금형에 의해 냉각속도가 조절되어 지고 이에 따라 용탕에 과냉(undercooling)현상이 나타남에 따라 쉽게 페라이트기지와 미세하게 분산된 공정 흑연을 갖는 조직을 얻을 수 있다. 금형 주조에 의해 제조된 페라이트 기지의 D type 흑연을 갖는 소재는 전체적으로 균일한 기계적 성질과 이미 언급한 바와 같이 공구의 마모를 감소시키는 장점이 있어 적당한 경도(Brinell 경도로 165～185의 값)을 갖고 우수한 가공성이 필요한 부품에 적용이 가능하다. 그러나 금형주조의 경우 금형비와 생산성의 문제로 제조원가가 높기 때문에 두 제조공정의 단점을 개선할 수 있는 새로운 소재와 공정의 개발이 필요하다본 기술에서는 이와 같은 금형주조에서 얻을 수 있는 조직과 기계적 성질을 성분원소의 함량과 특수원소의 미량 첨가와 용탕처리에 의해 사형 주조로 제조할 수 있도록 합금 및 제조공정을 개발하였다.