탄화붕소 80# 플럭스 코어드 용접 와이어

1. 이 설명은 무슨 뜻인가요?

• 탄화붕소(B₄C): 이것이 핵심 성분입니다. 탄화붕소는 다이아몬드와 입방정 질화붕소 다음으로 단단한 물질 중 하나입니다. 모스 경도는 9에서 10 사이입니다. 이러한 극도의 경도는 용접부  에 탁월한 내마모성 이라는 주요 특성을 부여합니다 .
• 80#: 이는 와이어에 혼합되기 전 탄화붕소 연마 입자의 입자 크기를 나타냅니다  . “#”는 미국 메쉬 크기 표준을 의미합니다. 80 메쉬는 평균 입자 크기가 약 180미크론(0.007인치)에 해당합니다. 이는 비교적 거친 입자 크기로, 매끄러운 마감보다는 높은 내마모성이 요구되는 작업에 적합합니다.
• 플럭스 코어드 용접 와이어(FCAW): 이것은 용접봉의 공급 시스템입니다. 금속 튜브(외피) 안에 분말(플럭스 코어)이 채워져 있습니다. 이 경우, 분말 코어는 탄화붕소 입자와 다른 플럭스제를 혼합하여 구성됩니다.

2. 목적 및 적용

• 극도의 내마모성: 이것이 주된 기능입니다. 용접층은 매우 단단한 B₄C 입자가 질긴 금속 매트릭스(일반적으로 철 기반)에 내장된 복합 재료가 됩니다.
• 우수한 윤활성: 탄화붕소는 특정 조건에서 자체 윤활 특성을 가지고 있습니다.
• 중성자 흡수: B₄C는 강력한 중성자 흡수체이지만, 경화 표면 처리에 사용되는 주된 이유는 중성자 흡수가 아니라 내마모성입니다.

• 광업 및 광물 처리: 드릴 비트, 분쇄기 롤러, 분쇄기 해머, 슬러리 펌프 임펠러 및 마모성이 매우 높은 광석을 처리하는 컨베이어 스크류.
• 건설 분야: 굴삭기 이빨, 불도저 날 가장자리, 터널 굴착기용 절단 헤드.
• 농업: 쟁기날, 경운기 등 모래땅이나 돌이 많은 땅에서 사용하는 농기구.

3. 작동 원리: 용접 과정

1. 용접: 플럭스 코어드 와이어가 용접 아크에 지속적으로 공급됩니다(FCAW 또는 SAW – 서브머지드 아크 용접과 같은 공정).
2. 용융: 외부 금속 피복이 녹아 용접 풀의 매트릭스를 형성합니다. 플럭스 코어는 용융 금속을 공기로부터 보호하기 위해 보호 가스막과 슬래그를 생성합니다.
3. 입자 혼입: 코어에 있는 탄화붕소 입자가 용접 풀로 방출됩니다. 이 입자들은 매우 높은 융점(2400°C 이상) 때문에  녹지 않고 고체 입자 상태로 남아 있습니다.
4. 응고: 용접 풀이 응고되면서 단단한 B₄C 입자가 더 강하고 연성이 좋은 금속 기지 내에 갇히게 됩니다. 그 결과 부품 표면에 금속 기지 복합재(MMC) 층이 형성됩니다.

4. 주요 고려 사항 및 과제

• 용접 시 극심한 어려움: 탄화붕소는 철과 반응합니다. 아크 온도에서 탄화붕소는 용해되어 매우 단단하지만 매우 부서지기 쉬운 붕화철을 형성할 수 있습니다. 이로 인해 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
  • 높은 균열 민감도: 용접부는 높은 잔류 응력과 취성으로 인해 균열이 발생하기 쉽습니다. 예열과 층간 온도의 엄격한 제어가  매우 중요합니다 .
  • 전문성 필요: 이 용접봉은 초보 용접공에게 적합하지 않습니다. 취성 재료의 경화 표면 처리 절차를 이해하는 고도의 숙련된 작업자가 필요합니다.
• 공급 제한적: 일반적인 경화 용접 와이어는 크롬 카바이드 또는 텅스텐 카바이드를 사용합니다. 붕소 카바이드 와이어는 틈새 시장의 특수 제품입니다. 일반 용접 자재 공급업체가 아닌 특수 경화 용접 와이어 제조업체에 문의해야 할 가능성이 높습니다.
• 비용: 탄화붕소는 고가의 소재입니다. 이 와이어는 일반적인 경화합금보다 훨씬 더 비쌀 것입니다.
• 가공성: 최종 용접부는  일반적인 공구로는 가공할 수 없습니다 . 다이아몬드 또는 입방정 질화붕소(CBN) 연삭 휠을 사용하여 마무리 가공을 해야 합니다.

5. 다른 경화형 전선과의 비교

결론

1. 마모가 심각해서 비용과 복잡성을 감수할 만한 가치가 있을까요? 경화 표면 처리 작업의 90%는 크롬 카바이드 또는 텅스텐 카바이드 와이어로 충분하며 적용하기도 훨씬 쉽습니다.
2. 균열을 방지하기 위해 숙련된 용접공과 엄격한 절차 관리(특히 예열)를 갖추고 있습니까? 그렇지 않다면 해당 프로젝트는 실패할 가능성이 높습니다.