일반기술

단일 공정에 의한 치밀한 텡스텐 카바이드 초경 합금의제조 방법

○ 기술발명의 목적: 가압 통전 활성 연소법을 이용한 텡스텐 카바이드계 초경 합금 제조○ 기술 요약 및 특징: 본 단일 공정에 의한 치밀한 텡스텐 카바이드 초경 합금의 제조 방법은, 단일 공정인 가압 통전 활성 연소법을 이용하여 텡스텐 카바이드계 초경 합금을 제조하는 방법으로서, (A) W, C, Co 원료 분말을 균일하게 혼합하여 미반응 혼합 분말을 만들고 이 혼합 분말을 다이에 충전하고 진공 상태로 유지하는 단계; (B) 상기 미반응 혼합 분말이 충전된 상기 다이에 일정 압력을 부가해 치밀한 성형체로 만드는 단계; (C) 상기 일정 압력이 부가된 상태에서 일정 전류를 상기 성형체가 충전된 상기 다이에 인가해 전기적 주울열과 자체 화학적 생성열에 의해 가열하여 합성된 소결체로 만드는 단계; (D) 상기 소결체의 치밀화에 따른 길이 변화가 안정화되는 시점에서 상기 일정 압력과 일정 전류를 제거하는 단계; 및 (E) 상기 소결체를 일정 속도로 상온까지 냉각하는 단계; 를 포함한다.○ 색인어: 연소 합성, 자전 고온 합성, 가압 통전 활성 연소, 텡스텐 카바이드, 초경 합금, 비커스 경도, 파괴 인성본 발명은 단일 공정인 가압 통전 활성 연소법을 이용하여 텡스텐 카바이드계 초경 합금을 제조하는 방법으로서 각 단계는 다음과 같다.1 단계: W, C, Co 원료 분말을 균일하게 혼합한 미반응 혼합 분말 약 15g을 흑연 다이(높이40×외경45×내경20mm)에 충전하여 장착하고 약 0.4torr의 진공 상태로 만든다.2 단계: 미반응 혼합 분말에 10MPa/sec의 속도로 60MPa의 압력을 부가해 성형체를 만든다.3 단계: 성형체에 계속적으로 60MPa의 압력이 부과되는 상태에서, 일정한 3,000A의 전류를 흑연 다이와 시편에 인가해 주울열에 의해 1,200℃/min의 가열 속도로 시편을 가열하고, 이 때 시편 길이 변화를 LVDT로 관찰하여 길이 변화가 안정화되는 시점에서 전류와 압력을 제거한다.4 단계: 시편을 600℃/min의 냉각 속도로 상온까지 냉각한다.여기서, 공정 인자인 진공도는 약 0.01torr∼1torr가 바람직하며, 압력은 시편을 충분히 치밀화시킬 수 있을 정도로 실험적으로 결정되며 보통 10MPa∼100MPa 가 바람직하다. 그리고, 전류는 1,500Α∼4,000Α의 범위가 적당하며, 전류 인가는 금속 결합제인 Co의 용융 온도인 최고 온도에 도달할 때까지 계속되며, 가열 속도는 분당 100℃∼5,000℃가 바람직하다.