카바이드 내마모성 플레이트 는 내마모성과 내충격성이 뛰어난 텅스텐 카바이드로 만든 엔지니어링 플레이트입니다. 일반적으로 광업, 광물 가공, 제철, 시멘트, 콘크리트 및 기타 산업 전반에서 마모가 심한 용도로 사용됩니다.
카바이드 내마모성 플레이트 개요
카바이드 내마모성 플레이트에는 다음과 같은 주요 특징이 있습니다:
- 텅스텐 카바이드 또는 크롬 카바이드로 제작되어 높은 경도와 내마모성을 제공합니다.
- 철, 니켈 또는 코발트와 같은 금속 매트릭스에 내장되어 하드 카바이드를 고정합니다.
- 미끄럼 마모 및 높은 응력 충격에 대한 내성 제공
- 슈트, 호퍼, 사이클론, 밀, 분리기 및 기타 마모가 심한 장비의 라인에 사용됩니다.
- 일반 강판에 비해 5~10배 더 긴 마모 수명 제공
- 마모 부품 교체 빈도 감소 및 서비스 주기 연장
- 다양한 카바이드 비율, 바인더 및 크기로 제공됩니다.
일반적인 애플리케이션:
- 채굴 - 슈트, 호퍼, 에이프런 피더, 컨베이어
- 광물 처리 - 사이클론, 밀, 분리기
- 시멘트 - 슈트, 에어 슬라이드, 분리기, 분류기
- 철강 - 석탄 이송 슈트, 코크스 진동 스크린
- 콘크리트 - 믹서, 버킷, 이송 지점
사용 가능한 일반적인 크기:
- 두께: 10mm ~ 50mm
- 최대 크기: 2m x 6m 플레이트
- 디자인에 따른 맞춤형 플레이트
표준:
- ASTM A532: 코발트/니켈 바인더를 사용한 카바이드 플레이트
- ISO 532: 철/니켈/코발트 바인더를 사용한 플레이트
- 호주, 남아프리카공화국의 국가 표준
카바이드 내마모성 플레이트 구성
카바이드 내마모성 플레이트의 일반적인 구성은 다음과 같습니다:
| 구성 요소 | 설명 |
|---|---|
| 카바이드 | 경도와 내마모성을 제공하는 텅스텐 카바이드 WC(88%-97%) 및 소형 크롬 카바이드 Cr3C2(3%-12%) |
| 바인더 | 카바이드 입자를 매트릭스에 고정하기 위한 코발트, 니켈 또는 철분 |
| 카바이드 입자 크기 | 응력 영향이 큰 응용 분야를 위한 직경 2.5mm 이상의 매크로 그레인 카바이드(카바이드 함량 90% 이상) <br> 직경 0.5~2.5mm의 마이크로 입자 카바이드(최대 97% 카바이드)로 내마모성을 극대화합니다. |
| 첨가제 | 탄소, 크롬, 망간, 실리콘과 같은 소량의 원소를 바인더에 첨가하여 특성을 최적화합니다. |
일반적인 카바이드 비율입니다: 90%, 92%, 94% 및 97%
일반적인 바인더입니다: 니켈: 10-12%, 코발트: 6-8%, 철: 3-5%
바인더 비율이 높을수록 더 부드럽고 튼튼한 플레이트가 만들어집니다. 바인더가 낮을수록 더 단단하고 튼튼한 판재를 만들 수 있습니다.
속성 카바이드 내마모성 플레이트
카바이드 플레이트의 일반적인 특성은 다음과 같습니다:
| 속성 | 가치 |
|---|---|
| 경도 | 강철 400 BHN보다 훨씬 단단한 97% 텅스텐 카바이드의 경우 최대 1700 HV(비커스)까지 견딜 수 있습니다. |
| 힘 | 500~1400MPa 압축 및 120~250MPa 횡 파열 강도 |
| 인성 | 매크로 그레인 카바이드 플레이트의 경우 최대 25MPa√m |
| 밀도 | 약 13g/cc ~ 15g/cc |
| 서비스 온도 | 최대 500oC |
| 전기 전도성 | 특히 폴리머 필러의 경우 낮음 |
| 비자기성 | 스틸 바인더 사용 시 제외 |
경도가 매우 높기 때문에 카바이드 플레이트는 마모에 매우 강하고 인성이 강해 강한 충격에도 견딜 수 있습니다. 경도는 보통 공구강과 비슷한 등급인 C1, C2 등으로 분류됩니다. C 값이 높을수록 내마모성이 높습니다.
기능 및 장점
카바이드 내마모성 플레이트는 다음과 같은 특징과 이점을 제공합니다:
특징
- 높은 텅스텐 카바이드 함량
- 균일하게 분산된 카바이드 입자
- 우수한 카바이드-바인더 결합력
- 낮은 다공성
- 최적의 입자 구조
장점
- 강철보다 최대 10배 더 강한 내마모성
- 예측 가능한 마모 수명 제공
- 마모에 강하고 충격에 견디는 내구성
- 마모 부품 교체 빈도 감소
- 유지 관리 주기 연장
- 수명 주기 및 다운타임 비용 절감
카바이드 플레이트는 장비 수명을 크게 향상시킴으로써 운영 비용 절감 측면에서 매우 높은 투자 수익을 제공합니다.
카바이드 플레이트 제조 공정
카바이드 플레이트는 분말 야금 기술을 사용하여 제조됩니다:
단계
- 텅스텐 카바이드 및 크롬 카바이드 분말은 바인더 금속과 혼합됩니다.
- 소량의 첨가제가 바인더 파우더에 포함되어 있습니다.
- 완전히 혼합된 카바이드-바인더 분말은 최적의 포장 밀도와 유동성을 위해 과립화 과정을 거칩니다.
- 유도 가열 또는 소결로를 사용하여 가열하면서 약 1000~1600MPa의 고압으로 금형에 압축됩니다.
- 성형된 그린 컴팩트는 수소 분위기에서 1300°C~1500°C의 온도에서 최종 소결됩니다.
- 추가 함침 및 침투를 통해 물성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
- 소결된 고밀도 플레이트는 치수 정확도와 표면 마감을 달성하기 위해 필요한 경우 가공, 연마 및 래핑을 거칩니다.
분말 야금의 장점은 다음과 같습니다.
- 균일하게 분포된 탄화물을 사용한 균일한 미세 구조
- 최대 밀도에 가까운 최적의 카바이드 입자 크기
- 플레이트 간 특성의 뛰어난 일관성
- 플레이트는 요구 사항에 따라 다양한 크기로 제작할 수 있습니다.
카바이드 내마모성 플레이트의 응용 분야
몇 가지 일반적인 애플리케이션은 다음과 같습니다:
| 산업 | 애플리케이션 |
|---|---|
| 마이닝 | 슈트 라이너, 호퍼 라이너, 트럭 트레이 라이너, 그리즐리 스크린 플레이트 |
| 광물 처리 | 밀 라이너, 분류기 콘, 사이클론 스피곳, 펌프 케이스, 나선형 슈트 |
| 시멘트 | 슈트, 에어 슬라이드, 클링커 이송, 혼합 사일로 배출 |
| 철강 제조 | 신터 크러셔 해머 및 바, 코크스 스크린 플레이트 |
| 자재 관리 | 비료 공장, 펠렛 라인의 스크류 컨베이어 |
| 건설 | 휠로더, 콘크리트 운송 믹서의 버킷 보호 플레이트 |
그 외 준설선, 굴삭기, 해양 석유 및 가스, 바이오매스 처리, 보일러 장비, 맞춤형 마모 솔루션 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
카바이드 플레이트와 타일 라이닝 장비의 수명은 일반 강철의 경우 2~6개월에 불과한 반면, 카바이드 플레이트와 타일 라이닝 장비는 사용 환경에 따라 12~36개월의 일반적인 수명을 자랑합니다. 따라서 교체 빈도와 관련 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
카바이드 플레이트 공급업체
텅스텐 카바이드 마모 솔루션의 주요 글로벌 공급업체는 다음과 같습니다:
| 브랜드 | 설명 |
|---|---|
| 하독스 HiCr | 스웨덴 SSAB의 고크롬 카바이드 철 결합 마모 플레이트 |
| 울티마 | 카스톨린 유텍/메서의 코발트 결합 카바이드 플레이트 |
| Durmax | 니켈 또는 크롬 카바이드를 추가한 독일 듀럼의 카바이드 플레이트 |
| 메트소 카바이드 | 입자 크기 및 바인더에 따른 여러 카바이드 재종 |
| ESCO | 해머, 버킷에 카바이드 플레이트를 고정하기 위한 플레이트 용접기 어태치먼트 제공 |
카바이드 플레이트는 크기, 카바이드 함량 비율, 사용된 카바이드 입자 유형 및 용도에 필요한 특성에 따라 판매됩니다.
가격은 제품 사양에 따라 kg당 20달러부터 100달러 이상까지 다양하게 책정됩니다. 최소 주문 수량과 긴 리드 타임이 적용될 수 있습니다.
카바이드 마모 라이너의 설계 고려 사항
선택 및 디자인의 몇 가지 주요 측면:
플레이트 두께 - 두꺼운 판은 수명이 길지만 과도한 충격을 받으면 깨질 수 있습니다. 경험상 피드 크기의 3배를 초과하지 않는 것이 좋습니다.
수정 방법 - 기계적 고정은 직접 용접에 비해 유연성이 뛰어납니다. 개별 플레이트의 위치를 변경하고 순차적으로 교체할 수 있습니다.
더 많은 접시 사용 - 열 스트레스와 충격을 견디기 위해서는 두꺼운 플레이트 하나보다 얇은 플레이트 여러 개가 더 좋습니다. 손상된 개별 플레이트를 더 빠르게 교체할 수 있습니다.
표면 마감 카바이드 플레이트는 일반적으로 최적의 착용감을 위해 추가 가공과 금속 스프레이 오버레이가 필요합니다. 틈이 생기면 고르지 않은 마모와 고장이 발생할 수 있습니다.
조인트 씰링 - 개스킷, GRP 오버레이 또는 탄력 있는 필렛을 사용하여 플레이트 뒤로 재료가 들어가서 플레이트가 들뜨지 않도록 하세요.
모양 및 적용 범위 - 충격이 가해지는 부분, 전환부, 모서리, 가장자리를 적절히 커버해야 합니다. 착용 패턴을 고려한 맞춤형 쉐이핑이 필요합니다.
지원 구조 지지대가 느슨하면 충격과 진동으로 인해 플레이트에 균열이 생길 수 있습니다.
사양
일반적인 사양 카바이드 내마모성 플레이트 포함:
성적
| 등급 | 설명 |
|---|---|
| C1 | 텅스텐-크롬 카바이드와 8-12% 코발트가 혼합되어 뛰어난 내충격성을 제공합니다. |
| C2 | C1과 같지만 인성이 약간 낮고 내마모성이 더 높습니다. |
| C3 | 슬라이딩 마모가 매우 높은 응용 분야를 위한 강철 또는 니켈 바인더가 있는 텅스텐 카바이드가 대부분입니다. |
크기
| 매개변수 | 범위 |
|---|---|
| 두께 | 10mm ~ 50mm |
| 너비 | 최대 2000mm |
| 길이 | 최대 6000mm |
표준
| 표준 | 설명 |
|---|---|
| ASTM A532 클래스 I | 화학 성분, 입자 크기 및 기계적 특성 |
| ASTM A532 클래스 II | 추가 가로 파열 강도 기준 |
| ISO 532 | 철 그룹 바인더에 내장된 카바이드 입자 |
일반적인 속성
| 등급 | % 카바이드 | 경도 | 영향력 가치 | 마모율 |
|---|---|---|---|---|
| C1 | 88-92% | 최대 65 HRC | 25MPa√m 이상 | kg당 8cm 미만 |
| C2 | 최대 95% | 70개 이상의 HRC | 15-25 MPa√m | kg당 4-7cm |
| C3 | 97% 이상 | 75명 이상의 HRC | 15 MPa√m 미만 | kg당 2~4cm |
경도가 높아지면 내충격성은 낮아지지만 내마모성은 높아집니다. 사용 조건에 따라 최적의 밸런스가 필요합니다.
카바이드 플레이트 비교
크롬/망간강 대비
| 매개변수 | 카바이드 플레이트 | 크롬 강판 |
|---|---|---|
| 경도 | 최대 75 HRC | 최대 50 HRC |
| 힘 | 1000-1400 MPa | 800 MPa |
| 인성 | 10 MPa√m | 최대 30MPa√m |
| 내마모성 | 우수 | 공정 |
| 작업 경화 속도 | 낮음 | 높음 |
| 서비스 임시 | 500oC | 800oC |
| 가격 | 4-10배 더 높음 | Lower |
| 애플리케이션 | 높은 마모/충격에 최적 | 저/중간 마모 및 고온에 사용 |
마이크로 그레인과 매크로 그레인 카바이드 플레이트 비교
| 매개변수 | 2.5mm 미만의 미세 입자 | 매크로 입자 > 2.5mm |
|---|---|---|
| % 카바이드 | 최대 97% | 88-93% |
| 경도 | 70개 이상의 HRC | 최대 65 HRC |
| 인성 | 10-15 MPa√m에서 낮음 | 20MPa√m 이상에서 더 높음 |
| 마모율 | 2~5cm로 우수 | 5~10cm로 매우 우수 |
| 가격 | 더 높음 | Lower |
| 애플리케이션 | 높은 마모성, 낮은 충격 | 충격이 큰 애플리케이션에 적합 |
마이크로 그레인 플레이트는 가장 높은 내마모성을 제공하는 반면 매크로 그레인은 충격을 더 잘 처리합니다. 마모 메커니즘이 주로 미끄럼 마모인지, 응력 충격인지에 따라 선택이 달라집니다.
세라믹 마모 복합재 비교
알루미나, 탄화규소, 지르코니아 같은 세라믹 마모 복합재는 카바이드 플레이트와 다음과 같은 차이점을 제공합니다:
장점
- 2000 HV 이상의 극한 경도
- 최대 내마모성
- 800°C 이상의 높은 온도 안정성
- 5g/cc 미만의 낮은 밀도
- 스파크 방지 및 비자기성
단점
- 매우 낮은 인성으로 부서지기 쉬움
- 열 충격에 취약
- 낮은 강도와 열악한 내충격성
- 맞춤형 솔루션에만 적용되는 높은 비용
애플리케이션:
세라믹 마모 플레이트는 카바이드 플레이트의 성능을 뛰어넘는 고온에서의 미세 입자 마모에 최적입니다. 하지만 매우 제어된 작동 조건이 필요합니다.
자주 묻는 질문
Q: 카바이드 플레이트가 일반 강철에 비해 비싼 이유는 무엇인가요?
A: 카바이드 플레이트에는 강철보다 약 40배 비싼 텅스텐 카바이드가 10배 더 많이 함유되어 있습니다. 또한 최적의 특성을 위해 광범위한 공정을 거친 특수 분말 야금 제조가 필요합니다. 하지만 5~10배 더 긴 서비스 수명을 제공하므로 투자를 정당화할 수 있습니다.
Q: 카바이드 플레이트가 조기에 깨지거나 파손되는 원인은 무엇인가요?
A: 대부분의 크랙 실패는 지지되지 않은 돌출부, 느슨한 백킹, 플레이트 뒤의 재료 패킹으로 인한 밀림 현상, 설계 사양을 초과하는 과도한 충격, 품질 관리 불량 또는 부적절한 설치로 인해 발생합니다.
Q: 장비에 카바이드 마모 플레이트를 부착하는 방법은 무엇인가요?
A: 고급 합금 볼트를 사용한 기계적 고정으로 개별 플레이트를 제거하거나 재배치할 수 있습니다. 용접 오버레이, 텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접 및 금속 스프레이는 영구적인 고정은 가능하지만 유연성은 없습니다.
Q: 카바이드 라이닝 장비에는 어떤 유지보수가 필요하나요?
A: 수명이 길기 때문에 일상적인 점검 외에 최소한의 유지보수는 필요합니다. 개별 플레이트는 두께 손실에 따라 서서히 마모될 때 교체할 수 있습니다. 따라서 필요에 따라 스틸 라이너를 완전히 교체하여 비용이 많이 드는 가동 중단을 방지할 수 있습니다.
결론
엔지니어링 텅스텐 카바이드 플레이트는 마모 및 충격 서비스에서 상당한 성능과 경제적 이점을 제공합니다. 마모 패턴, 메커니즘 및 원하는 수명을 고려한 최적의 선행 설계를 통해 공정 장비가 일반 강재의 한계를 뛰어넘는 극한 조건을 처리할 수 있습니다. 고객들이 운영 비용 절감으로 인한 높은 투자 수익률을 깨닫게 되면서 광범위한 채택이 계속 증가하고 있습니다.
