초경 공구 재료의 분류 및 성능

1. 경도 초경합금은 WC, TiC와 같은 경질 탄화물을 다량 함유하고 있어 고속도강 소재보다 경도가 훨씬 높습니다. 초경합금의 경도가 높을수록 내마모성이 향상되며, 일반적으로 고속도강보다 훨씬 높습니다.

코발트 결합제 상 함량이 높을수록 합금의 경도는 낮아집니다.

TiC는 WC보다 단단하기 때문에 WC-TiC-Co 합금은 WC-Co 합금보다 경도가 높습니다. TiC 함량이 높을수록 경도가 높아집니다.

WC-Co 합금에 TaC를 첨가하면 경도가 약 40~100 HV 증가하고, NbC를 첨가하면 경도가 70~150 HV 증가합니다.

2. 강도초경합금의 굽힘 강도는 고속도강 소재의 약 1/3~1/2 정도에 불과합니다.

코발트 함량이 높을수록 합금의 강도가 높아집니다.

TiC를 함유한 합금은 TiC가 없는 합금보다 강도가 낮습니다. TiC 함량이 높을수록 강도는 낮아집니다.

WC-TiC-Co 초경합금에 TaC를 첨가하면 굽힘 강도가 증가하고 절삭날의 치핑 및 파손 저항성이 크게 향상됩니다. TaC 함량이 증가함에 따라 피로 강도도 향상됩니다.

초경합금의 압축강도는 고속도강보다 30~50% 더 높습니다.

3. 인성 시멘트 카바이드의 인성은 고속도강의 인성보다 훨씬 낮습니다.

TiC를 함유한 합금은 TiC가 함유되지 않은 합금보다 인성이 낮습니다. TiC 함량이 증가할수록 인성은 감소합니다.

WC-TiC-Co 합금에 TaC를 적정량 첨가하면 내열성과 내마모성을 유지하면서 인성을 약 10% 정도 증가시킬 수 있습니다.

시멘트 카바이드는 인성이 낮기 때문에 강한 충격이나 진동이 있는 환경에는 적합하지 않습니다. 특히, 접착과 깨짐이 더 심한 낮은 절삭 속도에서는 더욱 그렇습니다.

4. 열 물리적 특성 시멘트 카바이드의 열전도도는 고속도강보다 약 2~3배 높습니다.

TiC의 열전도도가 WC보다 낮기 때문에 WC-TiC-Co 합금은 WC-Co 합금보다 열전도도가 낮습니다. TiC 함량이 높을수록 열전도도가 낮아집니다.

5. 내열성 시멘트 카바이드는 고속도강보다 내열성이 훨씬 뛰어나고 고온에서 소성 변형에 대한 저항성이 우수하여 800~1000°C에서 절단 작업을 수행할 수 있습니다.

TiC를 첨가하면 고온 경도가 증가합니다. TiC의 연화점이 WC보다 높기 때문에 WC-TiC-Co 합금의 경도는 WC-Co 합금보다 온도에 따라 더 느리게 감소합니다. TiC가 많고 코발트가 적을수록 경도 감소 폭은 작아집니다.

TaC 또는 NbC(TiC보다 연화 온도가 높음)를 첨가하면 고온 경도와 강도가 더욱 증가합니다.

6. 접착 방지 특성 초경합금의 접착 온도는 고속도강보다 높아 접착 마모에 대한 저항성이 더 뛰어납니다.

코발트의 강철과의 접착 온도는 WC보다 훨씬 낮습니다. 코발트 함량이 증가할수록 접착 온도는 감소합니다.

TiC의 접착 온도는 WC보다 높기 때문에 WC-TiC-Co 합금은 WC-Co 합금보다 접착 온도가 약 100°C 높습니다. 절삭 중 고온에서 생성되는 TiO2는 접착력을 저하시킵니다.

TaC와 NbC는 TiC보다 접착 온도가 높아 접착 방지 특성이 향상됩니다. TaC는 소재와의 친화력이 WC의 몇 분의 몇에 불과합니다.

7. 화학적 안정성 시멘트 카바이드 공구의 내마모성은 작업 온도에서의 물리적, 화학적 안정성과 밀접한 관련이 있습니다.

초경합금의 산화 온도는 고속도강의 산화 온도보다 높습니다.

TiC의 산화 온도는 WC의 산화 온도보다 훨씬 높기 때문에 WC-TiC-Co 합금은 WC-Co 합금보다 고온에서 산화 중량이 적게 증가합니다. TiC가 많을수록 산화 저항성이 강해집니다.

TaC의 산화 온도는 WC보다 높으며, TaC와 NbC를 합금하면 고온 산화에 대한 저항성이 향상됩니다. 그러나 코발트 함량이 높을수록 산화가 더 쉽습니다.