공구용 초경재료의 발전 역사 ∼초경합금과 서멧∼

전문가 제언

○ 절삭공구 재료는 절삭가공 속도와 더불어 진화해 왔다. 1900년 초에 초경합금은 고속 가공이 가능하여 현재 절삭공구용 재료로서 주로 사용된다. 1970년대 후반에 알루미나와 티탄(Ti) 화합물을 피복한 초경공구가 개발되어 더욱 고속가공이 가능하게 되었다. 한편 초경합금과는 별도로 제트엔진 재료가 개발되어 티탄계통 경질 상을 주성분으로 하는 서멧(cermet)공구는 가공소재 강철과의 반응성이 낮고 깨끗한 마무리 면을 얻을 수 있어 절삭공구로서 독자적으로 발전해 왔다.

 

○ 절삭공구로 초경합금, 서멧 재료에 대해서 주로 기술하였으며 최근에는 코팅박막 절삭공구의 성능을 좌우하는 중요한 기술이 되어 세계적으로 연구 개발하고 있다. 특별히 DLC 박막 코팅은 박막의 경도가 높고 마찰계수가 낮은 장점을 갖고 있어 절삭공구 제조업체로부터 큰 관심을 받고 있다. DLC막을 제조하기 위해서 흑연구조가 거의 없고 경도가 높고 마찰력이 낮은 다이아몬드 구조(sp3)를 갖는 코팅박막 기술개발이 필요하다.

 

○ 초경합금 및 서멧재료에 대한 연구는 국내외로 활발하다. 대원기술대에서 TiNO/Ar Cr NO/Al cermet 박막을 제작해서 광학적 특성을 조사하였다(전기전자재료학회 16(2015)280). Liu는 WC-Co 초경합금을 일정한 농도 Co와 합성된 복합분말 액체상태 소결 방식으로 500MPa 보다 큰 굴곡강도 특성을 얻었다. 이것은 상 계면과 WC 그레인 크기 및 Co 바인더 분포에 의존하다(J. Appl. Cryst 48(2015)1254).

 

○ 세계 절삭공구의 시장규모는 176억 달러(2015년 기준)이며 한국이 10.8억 달러로 6.1%를 차지한다. 국내 절삭공구 기술은 선진국 대비 약 87%이며 핵심기술인 고경도강, 내열합금 등에 대한 기술수준이 미흡하다(산업일보 2016.06.14). 또한 Hauzer Techno Coating사가 High Power Impulse Magnetron Sputtering기술을 발전시켜 개발한 장비는 높은 경도(100GPa 정도)와 낮은 내마모성을 갖는 ta-C DLC를 제조할 수 있어 호평을 받고 있다. 산학협동으로 고품질 절삭공구를 제작하는 장비에 대한 벤치마킹 및 개발이 시급한 실증이다.

 

저자

Keiichi Tsuda

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

2016(188)

잡지명

SEI Technical Review

과학기술
표준분류

재료

페이지

10~14

분석자

박*식

분석물

• 공구용 초경재료의 발전 역사 ∼초경합금과 서멧∼.pdf [466,694 byte]

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