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초경공구용 텅스텐의 대체재료를 위한 서멧과 코팅기술

전문가 제언: ○ 최근 글로벌 산업 환경은 원재료 공급의 불안과 에너지/환경 등의 규제가 강화됨에 따라 산업 환경에 대응하기 위한 전략을 구축하기 위한 경쟁이 전개되고 있다. 그러나 여러 산업에서 매우 중요한 희소금속은 자원이 편재되어 있고, 부존자원이 많은 중국은 국가 관리를 강화하여 이에 대한 수출 조절을 통하여 고부가가치 정책을 구사하고 있다.

○ 희소금속 등의 자원문제를 해결하기 위한 방법으로 희소금속의 대체재료(또는 사용량의 절감재료)의 개발과 희소금속의 리사이클링 기술개발이 있다. 이 문헌에서는 텅스텐이 사용되고 있는 초경공구의 대체재료 개발을 위한 연구와 현재까지 진행상황을 설명하였다. 특히 WC기 초경합금을 대체할 재료로 서멧의 개발을 들고 있다.

○ 서멧은 초경합금과 비교하면 피연삭제에 대한 내 반응성은 우수하나 강도, 인성, 내열충격성 등이 열세이기 때문에 이들 성질을 개선할 필요가 있다. 또한 서멧의 제조공정(성형, 소결, 가공) 상의 문제도 크고 특히 중·대형 부재의 제조가 어려워 내마모성 공구에의 응용에 장애가 되고 있다. 필자는 저온에서 코팅이 가능한 프로세스 개발하였다.

○ 우리나라는 1950년대 텅스텐의 주요 수출국이었으나, 1990년대 중국이 자원시장에 진입함에 따라 1992년 주요 광산인 상동광산이 폐쇄되고 이후는 텅스텐 수입국으로 전락하였다. 현재 텅스텐은 WO3, 페로텅스텐, W, WC, WC-Co, 공구강, 공구제품 형태로 국내에 유입되며, 텅스텐 순금속의 경우 6,000톤(2007년)에 달한다. 세계 텅스텐 생산량은 90,000톤(2006년)으로 매년 수요가 증가하고 있으나, 텅스텐의 가채 연수는 32년으로 추정되어 자원의 유한성에 있어서도 심각한 상태이다.

○ 국내의 경우 텅스텐의 약 80%가 공구산업의 원소재로 이용되고 있다. 또한 국내도 공업이 발달하면서 다양한 고성능의 공구재료에 대한 수요가 증가하고 있다. 따라서 우리나라도 절감, 순환, 대체의 3R 전략을 적극 추진하여야 하며, 공구재료 및 부품소재 개발에 정책적인 지원과 장기적인 계획이 필요하다고 본다.

저자: Hideaki Matsubara
자료유형: 학술정보