용접 전극에 탄화붕소를 적용하는 방법
1. 응용 프로그램 방향
탄화붕소(B₄C)는 내마모성 용접 전극의 표면 경화를 위한 핵심 경질 합금 첨가제입니다. 전극 코팅이나 플럭스 코어에 혼합되어 사용되며, 표면 용접 후 내마모성 경질상이 석출되어 용접부의 경도, 내마모성 및 고온 안정성을 크게 향상시킵니다. 따라서 저비용 고성능 내마모성 용접 재료의 최적 원료로 여겨집니다.
2. 핵심 기능
경도 및 내마모성 향상
탄화붕소는 모스 경도 9.6을 가지며, 표면 처리 후 단단한 붕화물 입자를 형성하여 용접층의 경도를 HRC65~70까지 높여 침전물, 광석, 석탄 분말 및 기타 입자로 인한 마모에 탁월한 저항성을 제공합니다.
고온 성능 최적화
녹는점이 2450℃에 달하는 탄화붕소는 고온 작업 조건에서도 연화되거나 벗겨지지 않으며, 뛰어난 내열경도를 지니고 있어 고온 마모 환경에 노출되는 공작물에 이상적입니다.
용접 이음매를 정화하고 전기 아크를 안정화합니다.
탄화붕소 에 함유된 붕소 원소는 탈산제 및 탈황제 역할을 하여 기공 및 슬래그 개재물을 감소시키고, 결정립을 미세화하며, 용접 형성 및 슬래그 분리성을 향상시킵니다.
생산 비용 절감
동일한 내마모성을 얻기 위해 붕소 카바이드는 텅스텐 카바이드보다 훨씬 저렴하므로 내마모성 용접 전극의 판매 가격을 실질적으로 낮출 수 있습니다.
내식성 향상
탄화붕소는 안정적인 화학적 특성을 자랑하며, 이는 용접층의 산, 알칼리 및 중간 정도의 침식에 대한 저항성을 향상시킵니다.
3. 용접 전극용 탄화붕소의 기술적 지표
- 순도: 산업용 등급 B₄C: 95%-98%; 고급 내마모성 전극 등급 B₄C ≥99%
- 일반적인 입자 크기: 60-150 메쉬, 80-200 메쉬, F80
- 불순물 관리: 용접부의 취성 및 균열을 방지하기 위해 철과 실리콘 함량을 엄격하게 제한해야 합니다.
4. 탄화붕소 첨가 방법 및 비율
코팅 용접 전극
붕소 카바이드를 외부 코팅에 직접 혼합하되, 일반적인 첨가 비율은 6%에서 20% 사이입니다.
- 일반적인 내마모성: 6~10% 탄화붕소
- 고경도, 초내마모성: 12%-20% 탄화붕소
플럭스심 용접선
용접 와이어의 내부 코어 분말에 탄화붕소를 혼합하여 균일성을 높였으며, 이는 대량 생산에 널리 사용됩니다.
매칭 시스템
일반적으로 크롬, 망간, 흑연과 같은 합금 분말과 혼합하여 붕소-크롬 계열 내마모성 표면층을 형성합니다.
5. 주요 호환 용접 전극 등급
- D916: 일반적인 탄화붕소 내마모성 전극으로, 경도 및 중도 마모 조건에 적합합니다.
- D958: 고함량 탄화붕소 전극으로, 광업 및 모래 채취 산업의 고마모 환경에 특화되어 사용됩니다.
- 광업, 벽돌 제조 및 시멘트 산업에 사용되는 다양한 특수 표면 전극
6. 적용 가능한 작업 조건 및 가공 대상물
- 광산업: 스크레이퍼 컨베이어 트로프, 분쇄기 부품, 광산 슈트
- 건축자재 산업: 벽돌 제조기용 나사, 믹서 블레이드, 압출 스크류
- 전력 및 석탄 산업: 석탄 분쇄기 부품, 팬 임펠러, 석탄 운송 파이프라인
- 수자원 관리 산업: 진흙 펌프 날개, 퇴적물 이송용 내마모성 부품
7. 장점과 단점
장점
- 뛰어난 내마모성으로 공작물의 수명을 크게 연장합니다.
- 높은 가성비와 함께 우수한 고온 저항성 및 산화 저항성을 제공합니다.
- 간단한 용접 공정과 폭넓은 적용성
8. 산업별 응용 동향
- 광산 및 건설 기계 산업에서 내마모성 수리 제품에 대한 시장 수요가 지속적으로 증가하고 있습니다.
- 저렴하고 친환경적이며 내마모성이 뛰어난 용접 재료가 고가의 탄화텅스텐 전극을 점차 대체하며 주류 제품으로 자리 잡고 있습니다.
- 초미세 고순도 탄화붕소 분말은 고급 정밀 내마모성 표면처리 분야에 점점 더 많이 적용되고 있습니다.