특수합금 1
제2장 방진합금 및 초미립자 초경합금
특수합금(Special Alloy)은 강도와 내구성이 우수한 합금으로 자물쇠, 수리 공구와 같은 제품의 재료로 사용되고 구리, 철, 니켈, 크롬 등 다양한 금속들을 두 가지 이상 섞어 만들며, 특수 열처리를 통해 부러짐을 방지하기도 합니다.
이번에 소개할 특수합금은 방진합금, 초미립자 초경합금 등과 같이 특수 용도에 적합하여 우리 주위에서 흔히 접하지 못하는 것들을 위주로 기술되었습니다.
1. 방진합금
(1) 개요
두드려도 고무와 같이 소리가 나지 않는 금속, 즉 감쇠능이 크고 강도가 높은 금속을 방진합금(High Damping Alloy)이라 정의 함.
진동의 경우 외부에서 주어진 에너지는 재료에 흡수되어 진동이 감쇠가 되고 재료에 흡수된 에너지는 최종적으로 열에너지로 변화 됨.
대부분의 방진합금에서 방진성능은 그 내부 마찰에 기인하므로 방진 구는 내부 마찰기구와 같음.
금속 재료 그 자체에 방빈효과를 갖게 하는 것은 진동 소음의 방지 뿐만 아니라 경량화 및 소형화를 지향하는 현재의 경량 구조 설계에서 매우 중요한 부분을 차지함.
☞ 방빈효과는 방진 대책의 실시에 의한 지반 진동 저감량, 지반 진동 대책을 한 상태와 하지 않은 상태의 진동 레벨 차이 등을 지표로 나타낸 것을 말함.
(2) 방진합금의 분류
1) 복합형(응력완화형)
강인성을 갖는 기저금속 중에 연한 제2상을 석출하면 두 금속 사이의 경계에서 소성유동 또는 점성유동이 발생하기 쉬워 외부의 진동 에너지가 이들의 유동에 소비되기 때문에 소음이 흡수되는 것으로 볼 수 있음.
종류 : 주철, Al-22Zn
2) 강자성형
강자성체에 일정한 응력, 즉 변형을 외부로부터 가하면 자화가 변화하게 되는데 외력을 제거해도 자벽이 완전히 원래대로 되돌아가지 않게 되며 이때의 에너지 손실이 소음을 흡수하게 됨.
종류 : TD니켈, 12Cr강
3) 전위형
슬립 전위가 불순물 원자에 고착되어 있다가 외력이 커짐에 따라 전위선이 현과 같이 늘어나게 됨.
그러나 외력이 점점 감소하면 응력에 대응한 전위에 의한 변형 경로는 직선적으로 되돌아오게 되는데 이와 같이 불순물 원자에 의한 결정의 결함들이 고착되어 일어나는 효과.
불순물 원자에 의한 결정의 결함은 고체 결정 내부에 존재하는 1차원 결함의 일종으로 칼날전위(Edge Dislocation), 나선전위(Screw Dislocation) 등으로 세분화됨.
칼날전위는 다음과 같은 과정을 거쳐 형성됨.
전위의 성격은 버거스 벡터와 전위선 벡터에 의해 정의되며 이 둘이 수직이면 칼날전위, 평행 할 경우에는 나선전위라고 함.
그 이외의 경우에는 혼합전위(Mixed Dislocation)라고 하며 칼날전위와 나선전위의 선형 결합을 의미함.
전위가 미끄러지는 것을 슬립이라고 하며 상온상에서 재료 변형을 설명해주는 주요 메커니즘의 하나임.
재료 내에서 전위는 매우 많이 존재하고 서로 상호작용을 하기 때문에 전위밀도는 재료의 변형과 강도에 큰 영향을 미침.
종류 : Mg-0.6Zr
4) 쌍정형
쌍정의 경계는 매우 움직이기 쉬운 성질을 가지고 있는데 이러한 성질이 소음을 흡수하는 원인이 됨.
☞ 쌍정은 동일한 광물로 구성된 2개 이상의 결정이 단결정에서는 볼 수 없는 대칭 관계를 가지면서 결합되어 있는 형태를 말함.
종류 : Ni-50Ti
5) 방진합금의 응용
항공우주 분야 : 로켓 또는 미사일의 제어반, 터빈 블레이드, 엔진 커버
자동차 분야 : 차체, 디스크 브레이크
기계 분야 : 프레스, 기어
선박 분야 : 스크루, 엔진 회전 부품
건설 분야 : 층간 소음 제거용 철재
2. 초미립자 초경합금
(1) 개요
초경합금은 W-Co를 기본 조성으로 하는 소결경질합금이며 주로 절삭공구로 널리 사용되고 있음.
그러나 초경합금으로 제작된 공구는 절삭속도가 50m/min 이하인 경우에는 압착물의 분리에 의한 인선의 일부가 탈락이 되어 공구의 수명이 매우 짧아지는 단점이 있음.
저속도 절삭 영역에서는 고속도강이 일반적으로 사용되었으나 내마모성이 상대적으로 초경합금 보다 작기 때문에 초경합금이 갖는 내마모성을 유지하면서 저속 영역에서 압착물에 의한 분리 손상을 WC 결정 입자를 미세화하여 해결하고자 하는 것이 초미립자 초경합금임.
(2) 제조법
1) 초미립자 WC 분말 제조법
(가) W 탄화법 공정
(NH₄)₂WO₄ 용액과 묽은 HNO₃를 교반하면서 반응시켜 H₂WO₃의 침전을 만듦.
이것을 세정·건조 시켜 1μm 정도의 분말로 만든 후 고순도의 H₂ 기류 중에서 800℃ 이하의 온도로 가열한 후 환원함.
환원하여 만든 0.5μm 이하의 미립 W분말과 C분말을 혼합한 후 고순도의 H₂ 기류 중에서 1,000~1,200℃로 가열하여 탄화하면 미립 WC분말이 만들어짐.
(나) W-Co 염법 공정
(NH₄)₂WO₄ 용액과 Co(NO₃)₂ 용액을 교반하면서 반응시켜 W-Co 침전을 만듦.
이것을 500℃ 정도로 가열하여 0.1μm 전후의 W-Co 산화물로 만든 후 고순도의 H₂ 기류 중에서 800℃ 이하의 온도로 가열한 후 환원함.
환원된 W-Co 분말을 H₂CH₄ 혼합 가스 중에서 800~900℃의 온도로 가열하여 기상탄화하면 W-Co 분말을 얻을 수 있음.
☞ 기상탄화는 1,000℃ 전후에서 유기물이 분해하여 탄소를 석출함.
2) 초미립자 초경합금의 제조법
0.1μm 전후의 초미립의 WC 또는 WC-Co 분말에 1μm 정도의 Co 분말과 소량의 TaC, VC 분말을 혼합·분쇄한 후 성형하여 1,400℃ 전후에서 소결함.
미립자 분말은 탄소량과 산소량을 철저히 관리하여 혼합이나 소결 시에 탈탄과 산화가 발생하지 않도록 해야 함.
소결온도가 1,400℃를 넘으면 WC끼리의 접착이나 이상 성장이 발생하여 강도와 경도가 저하됨.
3. 초미립자 초경합금의 특성
(1) 강도 및 경도특성
WC의 입경이 작을수록 항절력이 증가함.
특히 W-Co 염법 공정에 의하여 제조 된 WC-Co 분말을 사용한 초미립자 초경합금은 Co 분산이 양호하여 항절력이 매우 높음.
또한 초미립자 초경합금의 경도는 상온에서 약 1,800Hv로서 고속도강의 2배 이상이며 일반 초경합금에 비해서도 600℃ 이하에서는 더 높음.
☞ 항절력이란 항절시험에서 시험편이 잘라졌을 때의 응력 시험편을 2개의 지점 위에 수평으로 놓고 그 중앙에 하중을 가하여 이것을 눌러 구부려 파괴하중을 측정하는데 일반적으로 항절력은 kg/mm2으로 나타냄.
(2) 마모특성
초미립자 초경합금은 WC 입자 사이의 결합 강도가 높고 미세하여 경도가 높기 때문에 내마모성이 뛰어남.
(3) 절삭특성
고속 절삭에서는 공구 인선의 소성변형이나 피삭재와의 확산 등 열적작용이 강한 일반 초경합금이 유리하나 저속 절삭에서는 기계적인 마찰 마모나 구성인선의 탈락에 따른 인선 티핑에 초미립자 초경합금이 매우 강함.
4. 초미립자 초경합금의 종류 및 용도
(1) UFI
소형 부품의 정밀 가공에 사용.
종류 : 피니온 커터, 소형 드릴
(2) UF2, UFB
인성, 내용착성 향상, 저중속 가공, 구멍 가공에 사용.
종류 : 브로치, 엔드 밀, 건 드릴
(3) UFC
UFB의 특성에 내열성을 부여하여 고속 절삭, 난삭재 가공에 사용.
종류 : 사이드 커터, 호브, 난삭재 밀링 공구
자주 포스트를 하지 못하고 있는데 틈틈이 시간이 나는 대로 금형 재료와 열처리에 대한 포스트를 이어갈 예정입니다.
2022년 01월 21일
특수합금 1
제2장 방진합금 및 초미립자 초경합금
특수합금(Special Alloy)은 강도와 내구성이 우수한 합금으로 자물쇠, 수리 공구와 같은 제품의 재료로 사용되고 구리, 철, 니켈, 크롬 등 다양한 금속들을 두 가지 이상 섞어 만들며, 특수 열처리를 통해 부러짐을 방지하기도 합니다.
이번에 소개할 특수합금은 방진합금, 초미립자 초경합금 등과 같이 특수 용도에 적합하여 우리 주위에서 흔히 접하지 못하는 것들을 위주로 기술되었습니다.
1. 방진합금
(1) 개요
두드려도 고무와 같이 소리가 나지 않는 금속, 즉 감쇠능이 크고 강도가 높은 금속을 방진합금(High Damping Alloy)이라 정의 함.
진동의 경우 외부에서 주어진 에너지는 재료에 흡수되어 진동이 감쇠가 되고 재료에 흡수된 에너지는 최종적으로 열에너지로 변화 됨.
대부분의 방진합금에서 방진성능은 그 내부 마찰에 기인하므로 방진 구는 내부 마찰기구와 같음.
금속 재료 그 자체에 방빈효과를 갖게 하는 것은 진동 소음의 방지 뿐만 아니라 경량화 및 소형화를 지향하는 현재의 경량 구조 설계에서 매우 중요한 부분을 차지함.
☞ 방빈효과는 방진 대책의 실시에 의한 지반 진동 저감량, 지반 진동 대책을 한 상태와 하지 않은 상태의 진동 레벨 차이 등을 지표로 나타낸 것을 말함.
(2) 방진합금의 분류
1) 복합형(응력완화형)
강인성을 갖는 기저금속 중에 연한 제2상을 석출하면 두 금속 사이의 경계에서 소성유동 또는 점성유동이 발생하기 쉬워 외부의 진동 에너지가 이들의 유동에 소비되기 때문에 소음이 흡수되는 것으로 볼 수 있음.
종류 : 주철, Al-22Zn
2) 강자성형
강자성체에 일정한 응력, 즉 변형을 외부로부터 가하면 자화가 변화하게 되는데 외력을 제거해도 자벽이 완전히 원래대로 되돌아가지 않게 되며 이때의 에너지 손실이 소음을 흡수하게 됨.
종류 : TD니켈, 12Cr강
3) 전위형
슬립 전위가 불순물 원자에 고착되어 있다가 외력이 커짐에 따라 전위선이 현과 같이 늘어나게 됨.
그러나 외력이 점점 감소하면 응력에 대응한 전위에 의한 변형 경로는 직선적으로 되돌아오게 되는데 이와 같이 불순물 원자에 의한 결정의 결함들이 고착되어 일어나는 효과.
불순물 원자에 의한 결정의 결함은 고체 결정 내부에 존재하는 1차원 결함의 일종으로 칼날전위(Edge Dislocation), 나선전위(Screw Dislocation) 등으로 세분화됨.
칼날전위는 다음과 같은 과정을 거쳐 형성됨.
전위의 성격은 버거스 벡터와 전위선 벡터에 의해 정의되며 이 둘이 수직이면 칼날전위, 평행 할 경우에는 나선전위라고 함.
그 이외의 경우에는 혼합전위(Mixed Dislocation)라고 하며 칼날전위와 나선전위의 선형 결합을 의미함.
전위가 미끄러지는 것을 슬립이라고 하며 상온상에서 재료 변형을 설명해주는 주요 메커니즘의 하나임.
재료 내에서 전위는 매우 많이 존재하고 서로 상호작용을 하기 때문에 전위밀도는 재료의 변형과 강도에 큰 영향을 미침.
종류 : Mg-0.6Zr
4) 쌍정형
쌍정의 경계는 매우 움직이기 쉬운 성질을 가지고 있는데 이러한 성질이 소음을 흡수하는 원인이 됨.
☞ 쌍정은 동일한 광물로 구성된 2개 이상의 결정이 단결정에서는 볼 수 없는 대칭 관계를 가지면서 결합되어 있는 형태를 말함.
종류 : Ni-50Ti
5) 방진합금의 응용
항공우주 분야 : 로켓 또는 미사일의 제어반, 터빈 블레이드, 엔진 커버
자동차 분야 : 차체, 디스크 브레이크
기계 분야 : 프레스, 기어
선박 분야 : 스크루, 엔진 회전 부품
건설 분야 : 층간 소음 제거용 철재
2. 초미립자 초경합금
(1) 개요
초경합금은 W-Co를 기본 조성으로 하는 소결경질합금이며 주로 절삭공구로 널리 사용되고 있음.
그러나 초경합금으로 제작된 공구는 절삭속도가 50m/min 이하인 경우에는 압착물의 분리에 의한 인선의 일부가 탈락이 되어 공구의 수명이 매우 짧아지는 단점이 있음.
저속도 절삭 영역에서는 고속도강이 일반적으로 사용되었으나 내마모성이 상대적으로 초경합금 보다 작기 때문에 초경합금이 갖는 내마모성을 유지하면서 저속 영역에서 압착물에 의한 분리 손상을 WC 결정 입자를 미세화하여 해결하고자 하는 것이 초미립자 초경합금임.
(2) 제조법
1) 초미립자 WC 분말 제조법
(가) W 탄화법 공정
(NH₄)₂WO₄ 용액과 묽은 HNO₃를 교반하면서 반응시켜 H₂WO₃의 침전을 만듦.
이것을 세정·건조 시켜 1μm 정도의 분말로 만든 후 고순도의 H₂ 기류 중에서 800℃ 이하의 온도로 가열한 후 환원함.
환원하여 만든 0.5μm 이하의 미립 W분말과 C분말을 혼합한 후 고순도의 H₂ 기류 중에서 1,000~1,200℃로 가열하여 탄화하면 미립 WC분말이 만들어짐.
(나) W-Co 염법 공정
(NH₄)₂WO₄ 용액과 Co(NO₃)₂ 용액을 교반하면서 반응시켜 W-Co 침전을 만듦.
이것을 500℃ 정도로 가열하여 0.1μm 전후의 W-Co 산화물로 만든 후 고순도의 H₂ 기류 중에서 800℃ 이하의 온도로 가열한 후 환원함.
환원된 W-Co 분말을 H₂CH₄ 혼합 가스 중에서 800~900℃의 온도로 가열하여 기상탄화하면 W-Co 분말을 얻을 수 있음.
☞ 기상탄화는 1,000℃ 전후에서 유기물이 분해하여 탄소를 석출함.
2) 초미립자 초경합금의 제조법
0.1μm 전후의 초미립의 WC 또는 WC-Co 분말에 1μm 정도의 Co 분말과 소량의 TaC, VC 분말을 혼합·분쇄한 후 성형하여 1,400℃ 전후에서 소결함.
미립자 분말은 탄소량과 산소량을 철저히 관리하여 혼합이나 소결 시에 탈탄과 산화가 발생하지 않도록 해야 함.
소결온도가 1,400℃를 넘으면 WC끼리의 접착이나 이상 성장이 발생하여 강도와 경도가 저하됨.
3. 초미립자 초경합금의 특성
(1) 강도 및 경도특성
WC의 입경이 작을수록 항절력이 증가함.
특히 W-Co 염법 공정에 의하여 제조 된 WC-Co 분말을 사용한 초미립자 초경합금은 Co 분산이 양호하여 항절력이 매우 높음.
또한 초미립자 초경합금의 경도는 상온에서 약 1,800Hv로서 고속도강의 2배 이상이며 일반 초경합금에 비해서도 600℃ 이하에서는 더 높음.
☞ 항절력이란 항절시험에서 시험편이 잘라졌을 때의 응력 시험편을 2개의 지점 위에 수평으로 놓고 그 중앙에 하중을 가하여 이것을 눌러 구부려 파괴하중을 측정하는데 일반적으로 항절력은 kg/mm2으로 나타냄.
(2) 마모특성
초미립자 초경합금은 WC 입자 사이의 결합 강도가 높고 미세하여 경도가 높기 때문에 내마모성이 뛰어남.
(3) 절삭특성
고속 절삭에서는 공구 인선의 소성변형이나 피삭재와의 확산 등 열적작용이 강한 일반 초경합금이 유리하나 저속 절삭에서는 기계적인 마찰 마모나 구성인선의 탈락에 따른 인선 티핑에 초미립자 초경합금이 매우 강함.
4. 초미립자 초경합금의 종류 및 용도
(1) UFI
소형 부품의 정밀 가공에 사용.
종류 : 피니온 커터, 소형 드릴
(2) UF2, UFB
인성, 내용착성 향상, 저중속 가공, 구멍 가공에 사용.
종류 : 브로치, 엔드 밀, 건 드릴
(3) UFC
UFB의 특성에 내열성을 부여하여 고속 절삭, 난삭재 가공에 사용.
종류 : 사이드 커터, 호브, 난삭재 밀링 공구
자주 포스트를 하지 못하고 있는데 틈틈이 시간이 나는 대로 금형 재료와 열처리에 대한 포스트를 이어갈 예정입니다.
2022년 01월 21일
특수합금 1
제2장 방진합금 및 초미립자 초경합금
특수합금(Special Alloy)은 강도와 내구성이 우수한 합금으로 자물쇠, 수리 공구와 같은 제품의 재료로 사용되고 구리, 철, 니켈, 크롬 등 다양한 금속들을 두 가지 이상 섞어 만들며, 특수 열처리를 통해 부러짐을 방지하기도 합니다.
이번에 소개할 특수합금은 방진합금, 초미립자 초경합금 등과 같이 특수 용도에 적합하여 우리 주위에서 흔히 접하지 못하는 것들을 위주로 기술되었습니다.
1. 방진합금
(1) 개요
두드려도 고무와 같이 소리가 나지 않는 금속, 즉 감쇠능이 크고 강도가 높은 금속을 방진합금(High Damping Alloy)이라 정의 함.
진동의 경우 외부에서 주어진 에너지는 재료에 흡수되어 진동이 감쇠가 되고 재료에 흡수된 에너지는 최종적으로 열에너지로 변화 됨.
대부분의 방진합금에서 방진성능은 그 내부 마찰에 기인하므로 방진 구는 내부 마찰기구와 같음.
금속 재료 그 자체에 방빈효과를 갖게 하는 것은 진동 소음의 방지 뿐만 아니라 경량화 및 소형화를 지향하는 현재의 경량 구조 설계에서 매우 중요한 부분을 차지함.
☞ 방빈효과는 방진 대책의 실시에 의한 지반 진동 저감량, 지반 진동 대책을 한 상태와 하지 않은 상태의 진동 레벨 차이 등을 지표로 나타낸 것을 말함.
(2) 방진합금의 분류
1) 복합형(응력완화형)
강인성을 갖는 기저금속 중에 연한 제2상을 석출하면 두 금속 사이의 경계에서 소성유동 또는 점성유동이 발생하기 쉬워 외부의 진동 에너지가 이들의 유동에 소비되기 때문에 소음이 흡수되는 것으로 볼 수 있음.
종류 : 주철, Al-22Zn
2) 강자성형
강자성체에 일정한 응력, 즉 변형을 외부로부터 가하면 자화가 변화하게 되는데 외력을 제거해도 자벽이 완전히 원래대로 되돌아가지 않게 되며 이때의 에너지 손실이 소음을 흡수하게 됨.
종류 : TD니켈, 12Cr강
3) 전위형
슬립 전위가 불순물 원자에 고착되어 있다가 외력이 커짐에 따라 전위선이 현과 같이 늘어나게 됨.
그러나 외력이 점점 감소하면 응력에 대응한 전위에 의한 변형 경로는 직선적으로 되돌아오게 되는데 이와 같이 불순물 원자에 의한 결정의 결함들이 고착되어 일어나는 효과.
불순물 원자에 의한 결정의 결함은 고체 결정 내부에 존재하는 1차원 결함의 일종으로 칼날전위(Edge Dislocation), 나선전위(Screw Dislocation) 등으로 세분화됨.
칼날전위는 다음과 같은 과정을 거쳐 형성됨.
전위의 성격은 버거스 벡터와 전위선 벡터에 의해 정의되며 이 둘이 수직이면 칼날전위, 평행 할 경우에는 나선전위라고 함.
그 이외의 경우에는 혼합전위(Mixed Dislocation)라고 하며 칼날전위와 나선전위의 선형 결합을 의미함.
전위가 미끄러지는 것을 슬립이라고 하며 상온상에서 재료 변형을 설명해주는 주요 메커니즘의 하나임.
재료 내에서 전위는 매우 많이 존재하고 서로 상호작용을 하기 때문에 전위밀도는 재료의 변형과 강도에 큰 영향을 미침.
종류 : Mg-0.6Zr
4) 쌍정형
쌍정의 경계는 매우 움직이기 쉬운 성질을 가지고 있는데 이러한 성질이 소음을 흡수하는 원인이 됨.
☞ 쌍정은 동일한 광물로 구성된 2개 이상의 결정이 단결정에서는 볼 수 없는 대칭 관계를 가지면서 결합되어 있는 형태를 말함.
종류 : Ni-50Ti
5) 방진합금의 응용
항공우주 분야 : 로켓 또는 미사일의 제어반, 터빈 블레이드, 엔진 커버
자동차 분야 : 차체, 디스크 브레이크
기계 분야 : 프레스, 기어
선박 분야 : 스크루, 엔진 회전 부품
건설 분야 : 층간 소음 제거용 철재
2. 초미립자 초경합금
(1) 개요
초경합금은 W-Co를 기본 조성으로 하는 소결경질합금이며 주로 절삭공구로 널리 사용되고 있음.
그러나 초경합금으로 제작된 공구는 절삭속도가 50m/min 이하인 경우에는 압착물의 분리에 의한 인선의 일부가 탈락이 되어 공구의 수명이 매우 짧아지는 단점이 있음.
저속도 절삭 영역에서는 고속도강이 일반적으로 사용되었으나 내마모성이 상대적으로 초경합금 보다 작기 때문에 초경합금이 갖는 내마모성을 유지하면서 저속 영역에서 압착물에 의한 분리 손상을 WC 결정 입자를 미세화하여 해결하고자 하는 것이 초미립자 초경합금임.
(2) 제조법
1) 초미립자 WC 분말 제조법
(가) W 탄화법 공정
(NH₄)₂WO₄ 용액과 묽은 HNO₃를 교반하면서 반응시켜 H₂WO₃의 침전을 만듦.
이것을 세정·건조 시켜 1μm 정도의 분말로 만든 후 고순도의 H₂ 기류 중에서 800℃ 이하의 온도로 가열한 후 환원함.
환원하여 만든 0.5μm 이하의 미립 W분말과 C분말을 혼합한 후 고순도의 H₂ 기류 중에서 1,000~1,200℃로 가열하여 탄화하면 미립 WC분말이 만들어짐.
(나) W-Co 염법 공정
(NH₄)₂WO₄ 용액과 Co(NO₃)₂ 용액을 교반하면서 반응시켜 W-Co 침전을 만듦.
이것을 500℃ 정도로 가열하여 0.1μm 전후의 W-Co 산화물로 만든 후 고순도의 H₂ 기류 중에서 800℃ 이하의 온도로 가열한 후 환원함.
환원된 W-Co 분말을 H₂CH₄ 혼합 가스 중에서 800~900℃의 온도로 가열하여 기상탄화하면 W-Co 분말을 얻을 수 있음.
☞ 기상탄화는 1,000℃ 전후에서 유기물이 분해하여 탄소를 석출함.
2) 초미립자 초경합금의 제조법
0.1μm 전후의 초미립의 WC 또는 WC-Co 분말에 1μm 정도의 Co 분말과 소량의 TaC, VC 분말을 혼합·분쇄한 후 성형하여 1,400℃ 전후에서 소결함.
미립자 분말은 탄소량과 산소량을 철저히 관리하여 혼합이나 소결 시에 탈탄과 산화가 발생하지 않도록 해야 함.
소결온도가 1,400℃를 넘으면 WC끼리의 접착이나 이상 성장이 발생하여 강도와 경도가 저하됨.
3. 초미립자 초경합금의 특성
(1) 강도 및 경도특성
WC의 입경이 작을수록 항절력이 증가함.
특히 W-Co 염법 공정에 의하여 제조 된 WC-Co 분말을 사용한 초미립자 초경합금은 Co 분산이 양호하여 항절력이 매우 높음.
또한 초미립자 초경합금의 경도는 상온에서 약 1,800Hv로서 고속도강의 2배 이상이며 일반 초경합금에 비해서도 600℃ 이하에서는 더 높음.
☞ 항절력이란 항절시험에서 시험편이 잘라졌을 때의 응력 시험편을 2개의 지점 위에 수평으로 놓고 그 중앙에 하중을 가하여 이것을 눌러 구부려 파괴하중을 측정하는데 일반적으로 항절력은 kg/mm2으로 나타냄.
(2) 마모특성
초미립자 초경합금은 WC 입자 사이의 결합 강도가 높고 미세하여 경도가 높기 때문에 내마모성이 뛰어남.
(3) 절삭특성
고속 절삭에서는 공구 인선의 소성변형이나 피삭재와의 확산 등 열적작용이 강한 일반 초경합금이 유리하나 저속 절삭에서는 기계적인 마찰 마모나 구성인선의 탈락에 따른 인선 티핑에 초미립자 초경합금이 매우 강함.
4. 초미립자 초경합금의 종류 및 용도
(1) UFI
소형 부품의 정밀 가공에 사용.
종류 : 피니온 커터, 소형 드릴
(2) UF2, UFB
인성, 내용착성 향상, 저중속 가공, 구멍 가공에 사용.
종류 : 브로치, 엔드 밀, 건 드릴
(3) UFC
UFB의 특성에 내열성을 부여하여 고속 절삭, 난삭재 가공에 사용.
종류 : 사이드 커터, 호브, 난삭재 밀링 공구
자주 포스트를 하지 못하고 있는데 틈틈이 시간이 나는 대로 금형 재료와 열처리에 대한 포스트를 이어갈 예정입니다.
2022년 01월 21일