1. 고크롬 주철 2차 복합 롤러 타이어 소재
고크롬 주철 세라믹 복합 롤러 슬리브는 고크롬 주철을 기지재로 하여 특수 공정을 통해 고크롬 주철과 벌집형 세라믹 입자를 복합 성형하고, ZTA 세라믹 입자를 첨가한 후, 사형 주조 공정을 통해 고크롬 주철 세라믹 복합재와 연성 주철을 2차 복합 성형하여 제조한다. 고크롬 주철 소재의 화학 조성은 아래 표 1에 나타내었다.
표 1: 고크롬 주철 복합 롤러의 화학 조성(중량%)
| 재료 | C | Si | Mn | S | P | Cr |
| 고크롬 주철 세라믹 복합 롤러 타이어 | 2.8-3.2 | 0.5-1.0 | 0.5-1.2 | ≤0.05 | ≤0.05 | 20-26 |
| 연성 주철 | 3.2-3.9 | 2.5-2.7 | 0.3~0.5 | ≤0.04 | ≤0.04 |
2. 기계적 특성
고크롬 주철 세라믹 복합 롤러 타이어는 고크롬 주철, ZTA 세라믹 입자 및 연성 주철을 2차 복합 성형하여 만든 제품으로, 높은 강도와 경도뿐만 아니라 높은 인성까지 갖추어 롤러 슬리브의 내마모성과 안전성을 보장합니다. ZTA 세라믹 입자의 경도는 HV2100 이상이며, 고크롬 주철 M7C3 탄화물의 경도는 HV1400 이상, 고크롬 주철 기지의 경도는 HV750 이상입니다. 따라서 고응력 마모 환경에서 재질 차이로 인해 세라믹 복합 롤러 슬리브의 수명은 일반 고크롬 주철 롤러 슬리브보다 1.5~3배 더 깁니다. 고크롬 주철과 연성 주철의 물성은 아래 표 2에 나타나 있습니다.
표 2: 기계적 특성
| 재료 | 인장 강도 /Mp | 충격 인성 J/cm2 | 경도/HRC | 신장률(%) |
| 고크롬 | ≥800 | ≥4 | 60세 이상 | --- |
| 연성 주철 | 500~650 | ---- | 147~241(HB) | 4~10 |
3. 고크롬 주철 세라믹 복합 롤러 타이어의 구조 설계
고크롬 주철 세라믹 복합 롤러 슬리브의 구조 설계는 아래 그림 1과 그림 2에 나타나 있다. 붉은색 벌집 모양 영역은 ZTA 내마모성 세라믹 입자 분포 영역이다. 세라믹 입자는 고크롬 합금 기지 내에 벌집 구조로 분포되어 있으며, 세라믹 층은 롤러 슬리브 전체의 마모 영역을 덮고 있다. 세라믹 층 바깥쪽의 녹색 영역은 고크롬 주철이고, 파란색 영역은 연성 주철이다.
