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냉간분사 및 온간분사에 의한 WC-Co피막의 형성과 기계적 특성

전문가 제언: ○ W나 Co는 내마모강, 공구강 등 경질합금에 필수적으로 사용되는 중요한 합금원소이다. 따라서 이들 금속의 사용량이 현저하게 증가하면서 품귀현상을 초래하는 실정이다. 이들 금속은 희귀금속으로 분류되어 국가의 주요 보호자원으로 지정될 정도이다. 2008년의 일본통계에 의하면 중국이 세계 W 생산량의 83%를 차지한다.

○ 기계공업 소재로서 중요한 이들 금속의 절약방안 수립이 매우 중요하게 되었다. 폐품의 회수와 효과적인 재활용도 필요하지만 근본적으로 그 사용량을 절감하는 것이 매우 중요하다. 하나의 방안으로 코팅법의 적용이 있다. HVOF법은 현재 일반적으로 활용되는 용사코팅법이다. 그러나 최근의 용사코팅법의 개선요구가 외국에서 다양하게 진행되는 것으로 보고되고 있다.

○ WC-Co계 서멧용사코팅에서 초경WC는 마모에 대한 저항성을 나타내는 동시에 상대적으로 우수한 Co가 인성을 강화하는 바인더의 역할을 하도록 설계되어 있기 때문에 경질 연질소재의 복합특성을 기대할 수 있다. 마이크론 WC-Co 서멧분말소재를 이용한 열용사 기술과 특성기구를 규명하는 연구가 다양하게 진행되고 있다.

○ 일명 cold spray라 일컬어지는 코팅법은 보통 1~50㎛(최근에는200㎛ 까지 가능하다고 보고됨)의 입도를 가진 금속이나 복합재료 분말을 압축가스(He, N2,공기, 혹은 혼합가스)의 초음속 제트로 가속시키면, 분말소재의 소성변형과 결합을 줄만한 충분한 속도(보통300~1300m/sec), 즉 임계속도에 이르게 되어 코팅이 형성된다는 새로운 코팅기술이다.

○ cold spray 코팅은 나노 분말이나 비정질분말을 코팅하거나 near net shape 제품 생산 시 처음의 나노나 비정질 특성을 그대로 유지할 수 있는 공정으로 이해되고 있으며, 현재는 열적으로 민감한 Ti이나 Cu같은 소재에서 우수한 코팅결과가 발표되고 있다. 따라서 우리나라에서도 다방면으로 연구하여 제품의 품질향상은 물론이고 W, Co재의 소비절약에고 기여하기를 기대한다.

저자: JUnya Kitamura
자료유형: 학술정보