내화성 금속과 결합제 금속의 단단한 화합물로 분말 야금 공정을 통해 만들어진 합금 소재입니다.초경합금은 높은 경도, 내마모성, 우수한 강도 및 인성, 내열성 및 내부식성과 같은 일련의 우수한 특성을 가지고 있으며, 특히 500°C의 온도에서도 기본적으로 변하지 않고 1000°C에서도 여전히 높은 경도를 유지합니다.초경은 주철, 비철 금속, 플라스틱, 화학 섬유, 흑연, 유리, 석재 및 일반 강철을 절단하는 선삭 공구, 밀링 커터, 플래너, 드릴, 보링 공구 등과 같은 공구 소재로 널리 사용되며 내열강, 스테인리스강, 고망간강, 공구강 등과 같은 가공하기 어려운 재료를 절단하는 데에도 사용할 수 있습니다.새로운 초경 공구의 절삭 속도는 이제 탄소강의 수백 배입니다.
초경합금의 적용
(1) 공구재료
초경은 공구 소재 중 가장 많은 양을 차지하며, 선삭 공구, 밀링 커터, 플래너, 드릴 등을 만드는 데 사용됩니다. 그중 텅스텐-코발트 초경은 철 및 비철 금속의 짧은 칩 가공과 주철, 황동 주물, 베이클라이트 등과 같은 비금속 재료의 가공에 적합합니다. 텅스텐-티타늄-코발트 초경은 강철과 같은 철 금속의 장기 가공에 적합합니다. 칩 가공. 유사한 합금 중 코발트 함량이 높은 합금은 황삭에 적합하고, 코발트 함량이 낮은 합금은 정삭에 적합합니다. 범용 초경 합금은 스테인리스강과 같은 난삭재 가공 시 다른 초경 합금보다 가공 수명이 훨씬 깁니다.
(2) 금형재료
초경합금은 주로 냉간 인발 다이, 냉간 펀칭 다이, 냉간 압출 다이, 냉간 피어 다이와 같은 냉간 가공 다이에 사용됩니다.
초경 냉간 압조 다이는 내마모성 작업 조건(충격 또는 강한 충격)에서 우수한 충격 인성, 파괴 인성, 피로 강도, 굽힘 강도, 그리고 우수한 내마모성을 가져야 합니다. 일반적으로 YG15C와 같은 중간 및 고코발트 함량의 합금 재종과 중간 및 조립 합금 재종이 사용됩니다.
일반적으로 초경합금의 내마모성과 인성 사이의 관계는 상반됩니다. 내마모성이 증가하면 인성이 감소하고, 인성이 증가하면 필연적으로 내마모성이 감소합니다. 따라서 합금 재종을 선택할 때는 가공 대상 및 가공 조건에 따라 구체적인 사용 요건을 충족해야 합니다.
선택한 등급이 사용 중 조기 균열 및 손상에 취약한 경우 인성이 높은 등급을 선택해야 합니다. 선택한 등급이 사용 중 조기 마모 및 손상에 취약한 경우 경도가 높고 내마모성이 우수한 등급을 선택해야 합니다. 다음 등급: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 경도가 낮아지고 내마모성이 낮아지며 인성이 증가합니다. 반대로, 경도는 낮아지고 내마모성은 낮아지며 인성은 높아집니다.
(3) 측정공구 및 내마모부품
카바이드는 내마모성 표면 인레이와 측정 도구의 부품, 연삭기의 정밀 베어링, 센터리스 연삭기의 가이드 플레이트와 가이드 로드, 선반의 상단 및 기타 내마모성 부품에 사용됩니다.
결합 금속은 일반적으로 철족 금속으로, 주로 코발트와 니켈입니다.
초경합금 제조 시, 선택된 원료 분말의 입자 크기는 1~2마이크론이며 순도가 매우 높습니다. 원료는 규정된 조성비에 따라 배치(batch)되고, 알코올 또는 기타 매체를 첨가하여 습식 볼밀에서 습식 분쇄하여 완전히 혼합 및 분쇄합니다. 혼합물을 체로 거릅니다. 그런 다음, 혼합물을 과립화하고, 가압하고, 바인더 금속의 융점(1300~1500°C)에 가까운 온도로 가열합니다. 경화된 상과 바인더 금속은 공융 합금을 형성합니다. 냉각 후, 경화된 상은 결합 금속으로 구성된 격자 내에 분포되고 서로 밀접하게 연결되어 단단한 전체를 형성합니다. 초경합금의 경도는 경화된 상 함량과 입자 크기에 따라 달라집니다. 즉, 경화된 상 함량이 높고 입자가 미세할수록 경도가 높아집니다. 초경합금의 인성은 바인더 금속에 의해 결정됩니다. 바인더 금속 함량이 높을수록 굽힘 강도가 높아집니다.
1923년, 독일의 슐러터는 텅스텐 카바이드 분말에 10~20%의 코발트를 결합제로 첨가하여 텅스텐 카바이드와 코발트의 새로운 합금을 발명했습니다. 이 합금의 경도는 다이아몬드에 이어 두 번째로 높습니다. 최초의 초경합금 합금이 개발되었습니다. 이 합금으로 만든 공구로 강을 절단하면 절삭날이 빠르게 마모되고, 절삭날에도 균열이 발생합니다. 1929년, 미국의 슈바르츠코프는 텅스텐 카바이드와 티타늄 카바이드 복합 탄화물을 원래 합금에 일정량 첨가하여 강 절단 공구의 성능을 향상시켰습니다. 이는 초경합금 개발 역사에서 또 다른 업적입니다.
초경합금은 높은 경도, 내마모성, 우수한 강도 및 인성, 내열성 및 내부식성 등 여러 가지 우수한 특성을 가지고 있으며, 특히 높은 경도와 내마모성은 500°C의 온도에서도 기본적으로 변하지 않고 1000°C에서도 여전히 높은 경도를 유지합니다. 초경합금은 주철, 비철 금속, 플라스틱, 화학 섬유, 흑연, 유리, 석재 및 일반 강철을 절단하는 선삭 공구, 밀링 커터, 플래너, 드릴, 보링 공구 등과 같은 공구 재료로 널리 사용되며 내열강, 스테인리스강, 고망간강, 공구강 등과 같은 가공이 어려운 재료의 절단에도 사용할 수 있습니다. 새로운 초경 공구의 절삭 속도는 현재 탄소강의 수백 배에 달합니다.
카바이드는 암석 굴착 도구, 광산 도구, 드릴링 도구, 측정 도구, 내마모성 부품, 금속 연마재, 실린더 라이너, 정밀 베어링, 노즐, 금속 금형(예: 와이어 드로잉 다이, 볼트 다이, 너트 다이 및 다양한 패스너 금형, 시멘트 카바이드의 우수한 성능으로 점차 기존의 강철 금형을 대체함)을 만드는 데에도 사용할 수 있습니다.
이후 코팅 초경합금도 출시되었습니다. 1969년 스웨덴에서 티타늄 카바이드 코팅 공구를 성공적으로 개발했습니다. 이 공구의 베이스는 텅스텐-티타늄-코발트 카바이드 또는 텅스텐-코발트 카바이드입니다. 표면의 티타늄 카바이드 코팅 두께는 수 미크론에 불과하지만, 동일 브랜드의 합금 공구와 비교했을 때 수명이 3배, 절삭 속도가 25%에서 50% 향상되었습니다. 1970년대에는 가공이 어려운 소재의 절삭을 위한 4세대 코팅 공구가 등장했습니다.
시멘트 카바이드는 어떻게 소결되나요?
초경합금은 하나 이상의 내화성 금속의 탄화물과 결합 금속을 분말 야금으로 제조한 금속 재료입니다.
M주요 생산국
전 세계적으로 초경합금을 생산하는 국가는 50여 개국이며, 총 생산량은 27,000~28,000톤이다. 주요 생산국은 미국, 러시아, 스웨덴, 중국, 독일, 일본, 영국, 프랑스 등이다. 세계 초경합금 시장은 기본적으로 포화 상태이며, 시장 경쟁이 매우 치열하다. 중국의 초경합금 산업은 1950년대 후반에 형성되기 시작했다. 1960년대부터 1970년대까지 중국의 초경합금 산업은 급속히 발전했다. 1990년대 초, 중국의 초경합금 총 생산 능력은 6,000톤에 달했고, 총 생산량은 5,000톤에 달해 러시아와 미국에 이어 세계 2위, 세계 3위를 차지했다.
WC 커터
①텅스텐 및 코발트 초경합금
주요 성분은 텅스텐 카바이드(WC)와 바인더인 코발트(Co)입니다.
등급은 "YG"(중국어 병음으로 "경질 및 코발트")와 평균 코발트 함량의 백분율로 구성됩니다.
예를 들어, YG8은 평균 WCo=8%를 의미하고, 나머지는 텅스텐 카바이드의 텅스텐-코발트 카바이드입니다.
TIC 나이프
②텅스텐-티타늄-코발트 카바이드
주요 성분은 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드(TiC), 코발트입니다.
그 등급은 "YT"(중국어 병음 접두사 "단단한 티타늄" 두 글자)와 티타늄 카바이드의 평균 함량으로 구성됩니다.
예를 들어, YT15는 평균 WTi=15%를 의미하고, 나머지는 코발트 함량이 있는 텅스텐 카바이드와 텅스텐-티타늄-코발트 카바이드입니다.
텅스텐 티타늄 탄탈륨 도구
③텅스텐-티타늄-탄탈륨(니오븀) 초경합금
주요 성분은 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드, 탄탈륨 카바이드(또는 니오븀 카바이드), 그리고 코발트입니다. 이러한 종류의 초경합금은 일반 초경합금 또는 범용 초경합금이라고도 합니다.
등급은 "YW"(중국어 발음 접두사 "hard"와 "wan"의 약자)와 YW1과 같은 일련 번호로 구성됩니다.
성능 특성
카바이드 용접 인서트
높은 경도(86～93HRA, 69～81HRC와 동일)
우수한 열경도(최대 900~1000℃, 60HRC 유지)
내마모성이 우수합니다.
초경 절삭 공구는 고속도강보다 4~7배 빠르며, 공구 수명은 5~80배 더 깁니다. 금형 및 측정 공구 제작 시, 합금 공구강보다 수명이 20~150배 더 깁니다. 약 50HRC의 경질 소재를 절삭할 수 있습니다.
그러나 초경합금은 취성이 강하고 가공이 불가능하며, 복잡한 형상의 일체형 공구 제작이 어렵습니다. 따라서 다양한 형상의 블레이드를 제작하여 용접, 접합, 기계적 클램핑 등을 통해 공구 본체 또는 금형 본체에 장착하는 경우가 많습니다.
특수 모양의 막대
소결
초경합금 소결 성형은 분말을 빌렛으로 압축한 후 소결로에 넣어 일정 온도(소결 온도)까지 가열하고, 일정 시간(보류 시간) 동안 유지한 후 냉각하여 필요한 성능을 갖춘 초경합금 재료를 얻는 것입니다.
시멘트 카바이드 소결 공정은 4가지 기본 단계로 나눌 수 있습니다.
1: 성형제 제거 및 예비소결 단계에서 소결체는 다음과 같이 변화합니다.
성형제를 제거하는 것은 소결 초기 단계의 온도가 상승함에 따라 성형제가 점차 분해되거나 기화되어 소결체가 제거되는 과정입니다. 성형제의 종류, 양, 소결 공정은 서로 다릅니다.
분말 표면의 산화물은 환원됩니다. 소결 온도에서 수소는 코발트와 텅스텐의 산화물을 환원시킬 수 있습니다. 진공 상태에서 성형제를 제거하고 소결하면 탄소-산소 반응이 강하지 않습니다. 분말 입자 간의 접촉 응력이 점차 사라지고, 결합 금속 분말이 회복 및 재결정되기 시작하며, 표면 확산이 발생하기 시작하고, 연탄 강도가 향상됩니다.
2: 고체상 소결 단계(800℃–공융 온도)
액상이 나타나기 전의 온도에서는 이전 단계의 공정을 계속 진행하는 것 외에도 고상 반응과 확산이 심화되고, 소성 유동이 강화되며, 소결체가 현저히 수축됩니다.
3: 액상소결단계(공융온도-소결온도)
소결체에 액상이 나타나면 수축이 빠르게 완료되고, 이어서 결정학적 변형이 일어나 합금의 기본 구조와 구조가 형성됩니다.
4: 냉각 단계(소결 온도 - 실온)
이 단계에서 합금의 구조와 상 조성은 냉각 조건에 따라 다소 변화합니다. 이러한 특성을 이용하여 초경합금을 가열하여 물리적 및 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 4월 11일
