WC계 벌크 복합재료의 개발

전문가 제언

○ WC-Co계, WC-TiC-Co계와 같은 텅스텐 카바이드계의 초경합금은 고속도강 및 스텔라이트에 비하여 경도가 높고 마모도 매우 적으며 고온에서의 경도도 크므로 여러 가지 가공용 공구 및 내마모 부품으로 널리 사용된다.

○ 초경합금의 특성을 향상시키기 위하여 입자를 미세화 시키는 연구가 1970년대 초부터 활발하게 진행되어 현재는 0.6μm정도의 카바이드 입자를 가진 초경공구가 산업화되었으며 스웨덴의 Sandvik, 미국의 Kennametal, 독일의 H. C. Stark, 일본의 Tangaloy가 가장 많이 알려져 있다. 국내에서는 대한중석 등에서 초경제품이 개발되어 상업화되기 시작하였고 일부가 산화텅스텐을 수입하여 환원, 탄화하여 WC 분말을 제조하여 사용하나 대부분의 WC 분말은 수입에 의존하고 있다.

○ 현재 공구/금형에서 많이 사용되고 있는 WC-Co합금은 WC 입자크기와 WC 입자들 사이 Co층의 두께에 따라 기계적 특성이 결정되는데 WC 입자크기가 미세해지면 기계적 특성이 향상되므로 그런 방향으로 개발이 진행되고 있다. 고상법과 액상법으로 각각 최소 0.5μm와 0.1~0.3μm의 미세입자를 제조하고 기상법으로 100nm 이하의 나노입자를 제조하려는 방법들이 모색되고 있다.

○ 초미립 WC의 가장 큰 문제점은 고온 소결 시에 WC 입자가 성장하고 액상계면에 의하여 경도나 인성에 영향을 많이 받는 것인데 이를 해결하기 위하여 적절한 입자 성장억제제의 선택과 SPS 기술 등을 이용한 고상소결을 통하여 밀도를 최대로 높이고 경도나 인성에 부정적인 영향을 극복하는 소결공정의 개발이 필요하다.

○ WC-ZrO2와 같은 무결합제 텅스텐 카바이드는 전통적인 WC-Co 초경합금보다 우수한 기계적 특성을 가진 나노복합재료로써 응용 잠재력이 매우 크다. 국내에서는 몇 기관에서 기초연구가 수행되고 있지만 실용화수준으로 개발을 촉진시킬 필요가 있다.

저자

A. Mukhopadhyay, B. Basu

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

46(3)

잡지명

Journal of Materials Science

과학기술
표준분류

재료

페이지

571~589

분석자

정*생

분석물

• WC계 벌크 복합재료의 개발.pdf [256,463 byte]

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