Abstract
The extruder screw material is mainly SKD11, but the recent development of synthetic resins have increased the occurrence of chemical corrosion and wear. To solve this issue, high chromium cast iron is needed because of its good abrasion resistance and corrosion resistance, but its use is avoided because of its poor machinability. In this study, to improve the machinability of high chrome cast iron, 0, 0.5, 1.0, 1.5% of nickel, which has excellent workability, was added to high chromium cast iron with a composition of Fe-23Cr-2.5C-1.2Si-1.08Mn-0.48Mo-0.3V, and annealed after casting. Subsequently, the effect of nickel on the machinability and corrosion resistance was analyzed using a turning test and coin polarization test, and compared with SKD11. After casting using a high-frequency vacuum induction furnace, the annealing treatment was performed at 750 ℃ for five hours and then reheated at 1100 ℃ for five hours. A turning test after annealing at 750 ℃ showed that the machinability was improved remarkably when the nickel content was over 1.0%. In the potentiodynamic polarization test in a 5% NaCl solution, the corrosion resistance decreased with increasing nickel content in the as-cast and annealing treatment. On the other hand, after reheating, the corrosion resistance was best with a 1.5% nickel content.
압출기 스크류 소재는 주로 냉간 금형 공구강(SKD11)이 사용되고 있는데, 최근 합성 수지의 발달로 화학적 부식 및 마모 발생이 증가하고 있다. 이를 개선하기 위해 내마모성과 내식성이 우수한 고크롬 주철의 사용이 요구되지만, 난가공성으로 사용이 기피되고 있다. 본 연구에서는 고크롬 합금의 난가공성을 개선하기 위해 Fe-23Cr-2.5C-1.2Si-1.08Mn-0.48Mo-0.3V 조성의 고크롬 주철에 가공성이 우수한 니켈을 0, 0.5, 1.0, 1.5 % 첨가하여 주조하고 열처리를 진행한 후, 선삭 시험과 동전위 분극 시험을 통해 니켈이 피삭성 및 내식성에 미치는 영향을 분석하여 SKD11과 비교하였다. 고크롬 주철은 고주파 진공유도용해로를 사용하여 주조하고, 이후 750 ℃에서 5시간 동안 풀림 처리와 풀림 처리 후 1100 ℃에서 5시간동안 재열처리를 실시하였다. 750 ℃ 풀림 처리 후 선삭 시험을 실시한 결과 니켈의 함량이 1.0% 이상에서 피삭성은 현저히 향상되었다. 5% NaCl 용액에서 동전위 분극 시험 결과 주방상태와 750 ℃ 풀림 처리에서는 니켈의 함량이 증가할수록 내식성은 저하되었으나, 1100 ℃ 재열처리 후에는 1.5% 니켈에서 가장 우수한 내식성을 나타냈다.
