혁신적 초경질 재료의 제조

전문가 제언

○ 공구용도에 주로 쓰이는 소결 다이아몬드(PCD)나 소결 질화붕소 (cBN) 초경재료는 분말에 코발트 등의 금속이나 경질세라믹스를 결합재로 첨가하여 압력 5～6㎬, 온도 1300～1500℃의 고압고온 조건에서 소결하여 제조한다. 이때 결합재의 존재가 경도와 내열온도에 영향을 크게 미친다. 이를 개선하기 위하여, 결합재 없이 상압 상의 흑연이나 질화붕소를 초고압(8～20㎬)？초고온(2000～2500℃)하에서 직접변환에 의해 고압 상인 입방정계로 변환시켜 높은 경도(다이아몬드의 경우 1000℃에서 단결정의 2배)와 항절력(TRS)을 가지는 제품을 개발하였다.

 

○ 소결체 cBN은 다이몬드 다음가는 경도와 열전도율을 가지고 있으며 열과 화학적 안정성이 다이아몬드보다 뛰어나다. cBN 소결체는 미세한 원료분말을 HPHT(High Pressure and High Temperature)공정기술을 이용하여 제조한다. 소결 시 입자간의 결합강도와 소결체 전체의 강도를 향상시키기 위하여 결합재를 사용한다. 최근에는 무결합재(binder less) CBN이 초고압 초고온 프로세스에 의해 개발되고 있는 추세이다.

 

○ 최근에 종래기술로는 가공이 곤란하였던 초정밀？미세 가공기술의 필요성과 고능률화？저비용의 요구가 강화되어 절삭성능을 향상시킬 수 있는 새로운 공법이나 장치 가공기술이 개발되고 있다. 코팅된 초경합금과 cBN 소결체 볼 엔드밀로 고경도강의 절삭에서 장수명화를 이루고 있다. Mitsubishihi Materials 회사는 TiALN(티타늄 알루미늄 나이트라이드)막을 공구에 코팅함으로써 종래보다 4배의 수명을 달성했다고 보고했다.

 

○ 국내에서는 다인정공, 대구택, 쌍용머터리얼, 씨엠티 등이 외국 업체와 경쟁하고 있다. 국내 세라믹 공구시장은 전체 초경공구 시장의 약 10%미만으로 추정된다. 국내 연구기관은 세라믹기술원 한국기계연구원 및 대구택과 일부대학에서 연구가 진행되고 있으나, 전반적으로 연구나 시장이 침체되어 있어 이에 대한 관심과 연구자의 분발이 기대된다.

 

저자

Hitoshi Sumiya, Katsuko Harano

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

2016(188)

잡지명

SEI Technical Review

과학기술
표준분류

재료

페이지

15~19

분석자

강*호

분석물

• 혁신적 초경질 재료의 제조.pdf [527,416 byte]

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