KR100415315B1

KR100415315B1 - 분말야금용 소결 바인더합금

Info

Publication number: KR100415315B1
Application number: KR10-2001-0015472A
Authority: KR
Inventors: 김강형
Original assignee: 연우인더스트리(주)
Priority date: 2001-03-24
Filing date: 2001-03-24
Publication date: 2004-01-16
Also published as: WO2002076659A1; KR20010067783A

Abstract

본 발명은 분말야금용 소결 바인더합금에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 주기율표의 전이금속 중에서 ETM이 원자비로 15 ∼ 45%, LTM이 30 ∼ 65% 함유되며 그 중 Fe가 20%이상, 그리고 석출강화 원소와 석출물 안정화 원소로서 ⅠB, ⅡB, ⅢA와 ⅣA족에 속하는 원소가 단독 또는 복합으로 10 ∼ 30%, 그 외에 불가피한 불순물로 이루어지고, 상기 조성비로 된 바인더합금 분말에 경질입자를 혼합하여 소결함에 있어 내구성과 내마모성이 향상되도록 한 고강도 바인더합금분말에 관한 것이다.

Description

분말야금용 소결 바인더합금{HIGH STRENGTH BINDER ALLOY FOR SINTERING}

본 발명은 분말야금용 소결 바인더합금에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 텅스텐탄화물, 티타늄탄화물과 보론질화물 같은 여러 종류의 탄화물, 질화물, 붕화물, 산화물과 다이아몬드와 같은 경질세라믹 입자들을 소결함에 있어 저융점 고강도 바인더 합금분말을 사용함으로써 내마모성과 내구성이 향상되도록 한 것에 관한 것이다.

본 발명은 종래 코발트, 니켈을 바인더합금으로 하는 초경재료에서 해결하지 못한 현행의 문제점인 소결 중 탄화물의 용해와 탄화물입자의 변형을 억제할 뿐 아니라 내식성과 강도가 우수한 합금과 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

종래에는 경질입자분말과 코발트분말을 함께 혼합하여 액상소결방식으로 소결을 하게 되는데, 이는 분말의 입자 사이즈와 조성에 따라 대략 1400 ~ 1550℃의 고온에서 1 ∼ 2시간 동안 가열함으로써 행하여진다. 이는 액상의 바인더금속과 경질입자가 반응하여 기공률을 낮추고 밀도를 향상시키는데 효과적이지만, 고온에서 장시간 가열됨으로 인해 경질입자가 초기의 구형에서 각형으로 변형되며 조대화되는 문제가 있었다.

코발트는 250 ∼ 700MPa 정도의 인장강도를 가져 다른 금속에 비해 폭넓은 강도를 가지면서 탄화물이나 질화물같은 경질입자와의 젖음성(Wettability)이 우수한 장점 때문에 많이 이용되고 있다. 코발트의 함량은 요구경도와 인성에 따라 바뀌는데 HRA 90 ∼ 92 범위의 코발트를 6 ∼ 12wt% 정도 첨가하여 소결하였다.

그러나 이 경우 경도는 높지만 충격에 약한 단점이 있었다. 따라서 고인성을 요구하는 냉간단조용 헤더 다이(Header dies)나 스탬핑 다이(Stamping dies)는 인성확보를 위해 코발트를 18 ~ 27%까지 첨가하였다. 그렇지만 이때는 HRA 84 ∼ 87로 경도가 저하하면서 내마모성이 악화되는 문제가 발생하였다. 또한, 소결온도가 1450℃ 이상의 고온이고, 공정시간이 길어 경질입자가 조대화하는 문제와 구상의 입자가 각형으로 변형하여 내마모성이 저하하는 문제가 생겼다. 더욱이 코발트는 내식성이 낮아 화공약품을 사용하는 분야나 연소가스와 접하는 분야에서 내구성 문제가 심각하게 대두되었다.

이를 개선하기 위한 방안으로 크롬, 알루미늄, 니오븀, 바나듐, 몰리브덴 등을 첨가하여 개선하려는 노력이 있었다.

미국특허 제 4,466,829호에서는 알루미늄과 니켈이 Ni₃Al을 형성함으로써 내열성을 향상하고, 크롬에 의해 내식성도 개선되는 방법을 제공하고 있다. 그러나 이 경우 젖음성 악화와 밀도가 저하하는 문제를 가진다. 이에 대해 미국특허 제4,497,660호에서는 코발트와 비슷한 강도를 가지면서 내구성이 우수한 니켈을 바인더금속으로 제공하였다. 바인더로 사용되는 미세 코발트분말이 원자재 생산량이 한정되어 있고, 수급이 원활하지 못하여 가격이 비싼 반면에, 니켈은수급 및 공급이 원활하고 가격이 코발트에 비해 1/3수준이다. 그러나 니켈은 젖음성이 나쁘고, 기공률 증가와 같은 문제를 내포하거나 소결온도가 코발트에 비해 높아지는 문제로 인해 경질입자의 변형이 더 심하게 되었다.

미국특허 제5,309,874호에서는 PVD, CVD, PECVD와 같은 박막증착 방법으로 비정질 Si₃N₄를 코팅하여 내마모성이나 내식성, 내열성을 부여하였다. 그러나 이 방법은 코팅층의 두께가 0.5 ∼ 0.8㎛ 정도의 박막이므로 고하중과 충격하중 조건에서의 내구성이 부족하여 쉽게 윤활막이 파괴되며, 막의 두께를 증가시키면 조대입자(Droplet)의 부착에 의해 막의 강도가 약해지는 문제가 있었다.

이와 같이 젖음성과 소결강도, 내식성, 내열성에 대한 근본적인 해결은 내식성이 우수하고 강도가 높은 조성의 합금을 이용해서 소결해야 하지만 코발트보다 젖음성이 우수하면서 강도가 높은 재료가 드물고 대개는 고가이거나 젖음성이 열등한 경우가 대부분이다.

이같은 문제를 해결하는 공정 기술이 고상소결, 가압소결, 스파크 방전소결 등이다. 이들은 소결과정에서 경질입자가 변형되지 않고, 구형을 유지하기 위해 공극과 결정입계간 계(System)의 에너지에 영향을 미치는 요소 중 압력이나 온도를 크게 증가하는 대신에 소결시간을 단축하여 경질입자의 성장억제와 형상제어에 성공하였다. 가압소결을 실례로 들면, 프레스, 압연법, 압출법 및 원심가압법 등으로 분말을 20 ∼ 30ton 용량의 장비에서 소정의 형상 및 밀도로 성형한 후, 철은 1095℃, 스테인리스강은 1180℃, 동은 870℃, 텅스텐 탄화물은 1480℃ 정도의 온도에서 20 ∼ 40분 동안 소결하는데, 일반적인 소결에 비해 온도가 낮고, 시간이짧은 장점이 있었다.

그러나 이 기술도 고가의 가압장치나 압력용기를 필요로 하며 제조공정상 여러 가지 제약이 따라 실제 적용에는 한계가 많다. 그 외에 저온에서 성형소결하고 플라즈마, 레이저, 마이크로파와 같은 고에너지원을 이용하여 소결하는 방법이 있지만, 이중의 가열공정, 고가의 설비비 및 생산비를 요구하게 되어 바람직하지 않았다.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 기존의 설비를 이용하여 강인성과 내식성을 아울러 갖춘 소결제품을 얻을 수 있는 바인더합금과 그 제조방법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 코발트가 속하는 LTM원소와 그 합금을 매트릭스재질로 하여 젖음성이 우수하고 고강도, 고인성이면서 저가인 소결용 바인더 합금분말을 제조할 수 있는데 특징이 있다.

본 발명에서 바인더합금은 주기율표의 전이금속 중에서 ETM(Early Transition Metal)이 원자비로 15 ∼ 45%, LTM(Late Transition Metal)이 30 ∼ 65%, 그리고 석출강화 원소와 석출물 안정화 원소로서 ⅠB, ⅡB, ⅢA와 ⅣA족 중에 속하는 원소가 단독 또는 복합으로 10 ∼ 30%, 그 외에 불가피한 불순물로 이루어진 합금이다. 바람직하기로는 적정한 경질석출물 분율을 확보하기 위해 ⅢA와 ⅣA족에서 탄소와 보론을 단독 또는 복합으로 원자비 10 ∼ 25% 범위로 첨가한다.

본 발명에서 ETM원소는 장주기표에서 ⅢB, ⅣB, ⅤB 및 ⅥB 족에 속하는 원소 들을 사용한다. 특히 ⅥB 족의 크롬은 ⅦB, Ⅷ족이 속하는 LTM원소 중 철, 코발트, 니켈과 같은 철족에 대해 고용도가 크고 가격이 저렴하여 본 발명에서 많이 사용된다. 이 고용체는 보론, 탄소와 함께 미세한 붕화물, 탄화물을 형성하여 가공성과 강도 면에서 유용하다. 크롬을 제외한 ETM원소들은 주로 크롬을 보조하는 용도로 사용한다. 그러나 이들은 크롬과 달리 LTM에 대한 상온에서의 고용도가 적어 원자비로 총 5% 이하만 첨가한다. 이들 중 몰리브덴은 본 발명에서 크롬과 전율고용체를 이루어 매트릭스조직을 강화하고, 붕화물, 탄화물을 안정화하는 특징이 있다. 그 외에 티타늄, 바나듐, 지르코늄, 니오븀, 하프늄, 탄탈, 텅스텐, 란타니드, 악티니드 등 다른 ETM원소들도 매트릭스를 강화하고 안정한 붕화물, 탄화물을 형성하는 효과가 있어 스폴링(spalling), 피팅(pitting), 치핑(chipping), 열균열(heat checking)과 같은 피로마모에 대한 저항성이 높다. 또 소결과정에서 LTM과 ⅠB, ⅡB, ⅢA와 ⅣA족의 산화를 억제하여 불순물을 감소시키며, 기공율을 낮추도록 기여한다. 그러나 ETM원소의 총합이 원자비로 15% 미만일 경우는 충분한 강도와 인성을 보유하지 못하고, 젖음성이나 저융점의 합금을 얻는데 어려움이 있으므로 제한한다. 또한, 45%를 초과할 경우에는 ⅢA와 ⅣA족과 석출물을 과다하게 만들어 인성을 해치게 되므로 제한한다.

본 발명에서 LTM원소는 바인더 합금의 매트릭스 역할을 하며, 장주기표에서 ⅦB, Ⅷ족에 속하는 원소들이다. 본 발명에서는 탄화물이나 질화물과 같은 경질입자와 결합력이 뛰어나면서 가격이 싸고 자원이 풍부한 철(Fe)을 원자비로 20% 이상 포함되며, 내식성이나 내열성을 개선하기 위해 일부 니켈, 코발트 등과 같은 다른 LTM원소를 첨가할 수 있다. 니켈, 코발트와 같은 LTM원소는 탄질화물을 만드는 경향이 약해 철이 20% 미만인 경우에는 경질입자의 주성분을 구성하게 되는 탄질화물 입자들과 충분한 결합력을 기대하기 어려워 함량을 제한한다. 니켈은 기존에 바인더로 주로 사용되는 코발트보다 저렴하고, 텅스텐과 몰리브덴과 같은 고융점 금속을 활성화시켜 소결을 촉진하는 효과가 있다. 코발트는 강이나 세라믹에 대한 젖음성(Wettability)이 우수하고 내열성 향상효과가 있어 필요시 일부 첨가한다. 그 외의 LTM원소도 매트릭스원소로서 첨가 가능하다. 그러나 이들 원소들은 대부분 고가이거나 크롬의 고용도가 적은 이유로 사용량이 적다.

본 발명에서는 LTM원소들이 원자비로 30% 미만이 되면 경질화합물이 과다해지고 인성이 저하하므로 제한한다. 또한 65%를 초과하면 매트릭스 강도가 부족하여 내마모성이 저하하므로 제한한다.

본 발명에서 ⅠB, ⅡB족은 바인더합금의 매트릭스를 고용강화하고, ⅢA와 ⅣA족은 경질 석출물을 형성하여 강화시키는 역할을 한다. ⅢA와 ⅣA족에서는 주로 보론과 탄소가 이용되며, 실리콘과 알루미늄은 이들 화합물을 안정화하는 역할을 한다. 이들 원소의 합이 원자비로 10% 미만일 경우는 매트릭스 강화효과가 적고, 30%를 초과할 때는 경질석출물이 조대화하여 취성이 증가하는 문제가 있으므로 제한한다. 바람직하기로는 내마모에 적정한 경질석출물 분율을 확보하여 충격에 대한 저항성을 만족하기 위해서 ⅢA와 ⅣA족에서 탄소와 보론을 단독 또는 복합으로 원자비 10 ~ 25% 범위로 첨가한다. 탄소와 보론이 원자비 10% 미만에서는 충분한 경질석출물을 얻지 못하여 바인더 금속의 내면압 강도가 불충분한 문제가 발생하며, 25% 이상일 경우에는 바인더금속에서 감당해야 할 인성이 불충분하게 되어 제한한다.

이상의 바인더합금을 요구하는 경도에 맞추어 혼합비율을 정하는데, 엔진 밸브트레인계에서는 경질층의 내면압성을 향상하기 위해 경질입자를 대략 면적비로 45 ∼ 90% 차지하도록 비중을 고려하여 혼합한다. 이때, 경질입자가 면적비로 45% 미만에서는 경질입자보다 바인더금속 조직이 먼저 과도하게 마모되어 경질입자를 고정하는 힘이 약해지면서 탈락되거나, 내면압성이 저하되는 문제가 있으며, 90% 이상일 경우에는 바인더금속의 면적이 지나치게 적어 소결층의 내충격성이 부족하므로 충격파괴가 쉽게 발생하는 문제가 있다. 본 발명에서는 혼합비율에 따라 격자점 점유율 계산법(Point counting method)으로 경질입자 면적비를 대략 57 ∼ 65% 정도 얻었다.

본 발명의 바인더합금은 표면에너지가 커서 금속이나 세라믹과의 젖음성이 우수하여 경질 세라믹입자의 바인더로 적합하며, 이 성질을 이용하여 종래에 바인더합금으로 폭넓게 쓰이는 코발트를 대체할 수 있다.

따라서 본 발명에서 제시하는 바인더합금을 이용한 소결제품은 내면압성, 내열성과 내식성이 우수하여 엔진용 내마모 부품, 다이 펀치, 인발 다이스, 가이드, 베어링, 가공 공구 및 커터용 소결 바인더재료와 같은 여러 분야에 이용이 가능하다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예가 본 발명의 범주를 제한하는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에서는 바인더합금을 분말형태로 만들어 이용하는데 입도, 입도분포, 형상, 순도 및 표면상태 등이 제품의 품질에 영향을 주기 때문에, 가능한 한 균일한 입도의 미세 입자를 얻기 위해 개스 애토마이제이션(Gas Atomization) 방법에 의하여 상기의 조성비로 된 바인더합금 분말을 제조한 후, 소결을 위한 분말은 경질입자와의 충진성을 고려하여 45㎛ 이하인 사이즈의 입자를 분급 사용하였다. 바인더합금분말의 입도분포가 좁은 것보다는 여러 크기의 입자가 적당히 섞인 다소 넓은 분포의 분말을 사용하는 것이 성형된 제품의 밀도, 강도 및 탄성한계가 증가한다. 하지만 입자의 크기가 지나치게 커지면 소결제품의밀도가 낮아지는 문제가 있어 최대크기를 45㎛ 이하의 크기를 가지는 미세입자로 제한하였다. 한 편, 본 발명의 바인더 합금 분말은 별도로 예비 합금분말들을 만들고 이들을 혼합하거나, 단일 금속 상태의 분말과 이들 예비 합금분말을 조성비대로 혼합하여 최종 조성에서 원하는 합금조성을 얻는 방법도 포함한다.

그리고 상기 바인더합금과 함께 혼합하는 탄화물, 질화물 및 산화물과 같은 경질입자는 본 발명에서의 타펫과 같이 사용 중에 지속적으로 충격피로를 받는 경우에는 평균입자 크기를 평균 약 25.0㎛ 이하로 제한한다.이는 경질입자의 평균 크기가 약 25.0㎛를 초과하는 입자들이 혼재할 경우 밀러지수(001)면이 벽개면이 되어 결정면에 평행한 균열들이 발생하기 쉽기 때문이다. 바람직하기로는 7.5㎛ 이하일때 바인더금속 입자와 혼합하여 소결하여 높은 밀도를 얻고 초경분말야금층에 가해지는 프레팅(Fretting) 마모에 대한 내피로성과 고면압에 대해 높은 내마모성을 발휘한다. 입자의 크기가 7.5㎛ 이상일 경우에는 미세기공과 같은 입자의 내부 결합으로 인해 사용중에 경질입자가 파손되고, 균열기점으로 작용할 가능성이 있다.

한편, 성형성을 증가시키고 밀도를 높이기 위해 사전에 위의 경질입자와 바인더합금 입자를 15wt% 이하로 혼합하여 성형한 입자를 사용하는 경우가 있는데, 이때는 혼합된 입자를 45 ∼ 125㎛ 크기로 만들어 사용하기도 한다. 경질입자의 재료로는 텅스텐탄화물, 티타늄탄화물, 지르코늄탄화물, 탄탈탄화물, 실리콘탄화물, 크롬탄화물, 보론질화물, 지르코늄질화물, 티타늄질화물, 실리콘질화물 및 하프늄붕화물, 티타늄붕화물, 지르코늄붕화물, 크롬붕화물, 알루미늄붕화물, 코발트붕화물, 철붕화물, 알루미늄산화물, 지르코늄산화물 및 이들의 복화합물 또는 다른 경질세라믹이나 다이어몬드입자가 이용될 수 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 하기의 실시예가 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

실시예 1 ~ 7

바인더합금 분율(나머지 분율은 경질입자) 및 바인더합금의 화학조성비를 표1과 같이 한 후 이를 개스 애토마이제이션 방법으로 바인더합금분말을 제조하여 소결을 위한 분말은 경질입자와의 충진성을 고려하여 45㎛ 이하의 분말을 사용하였으며, 경질입자의 조성 및 평균입도를 표1과 같이 한 후 상기의 재료들과 유기바인더를 혼련기로 균일하게 혼합하였다. 유기바인더로는 파라핀, 폴리에틸렌왁스나 EBS왁스같은 고분자 요소와 스테아린산, 글리콜, 폴리비닐 알콜과 같은 액체 바인더를 제품의 크기와 형상에 따라 섞는데, 본 발명에서는 유기바인더로 파라핀을 0.5wt% 첨가하였다. 경우에 따라 유기바인더 외에 분말의 압축률을 향상시키고 금형과의 마찰을 줄여 입자의 유동을 돕기 위하여 윤활제로 흑연, 수지, 비누 등을 0.1wt% 추가로 첨가하는데 본 발명에서는 첨가하지 않은 상태로 성형하였다.

상기와 같이 혼합한 재료를 두께 1.0mm, 직경 28mm인 동전과 같은 형태의 쿠폰으로 성형한 후 450 ∼ 550℃의 온도로 예비소결한 뒤 S45C 탄소강 원판블록 위에 니켈계 합금 페이스트를 이용하여 부착한 뒤 표1과 같은 소결온도로 각각 가열하여 소결과 브레이징을 동시에 시행하였다. 소결이 끝난 블록의 경질층은 1,500mm 반지름의 곡률로 크라운가공하면서 최종 조도를 Rmax 1.2로 마무리하였다.

상기와 같은 방법으로 제조하여 HV 850 이상 경도인 시편블록을 제조한 뒤 단동 타펫-캠 시험기(Single-acting tappet-cam tester)에서 피팅저항성을 시험하였다. 시험조건은 캠 회전속도 1000rpm, 스프링 정지하중 175kgf, 시험회전수1×10⁷사이클, 오일온도 75 ∼ 85℃의 조건으로 시험하였다. 상대 캠은 SCM440 강을 고주파 경화하여 HRC 55이상의 경도를 가진 캠 샤프트에서 채취하여 시험하였다.

그 결과 본 발명에서 제공한 고강도 합금을 이용하여 소결한 블록시편과 캠 마모면에서는 마모에 의한 손상이 발생하지 않았다.

비교예 1 ∼ 5

표1에 예시한 비교예 1 ∼ 5는 종래의 바인더합금 분말을 이용하여 경질입자와 함께 혼합하여 소결하였다. 소결을 위한 바인더합금 분말은 평균 15 ∼ 45 ㎛ 크기인 입자를 사용하였으며, 표1의 경질입자들과 파라핀 0.5 wt%를 혼련기로 균일하게 혼합하였다.

상기와 같이 혼합한 재료를 본 발명과 동일한 형태로 성형한 후 본 발명과 동일한 방법으로 예비소결을 거쳐 표1과 같은 소결온도로 각각 가열하여 소결하였다. 상기와 같이 제조한 블록을 본 발명과 동일한 방법으로 마모시험을 한 결과 내마모성이 부족하여 마모흔 이나 피팅이 발생하였다.

표1

구분	금속바인더 분율(wt-%)	바인더재료 화학조성(at-%)	경질입자조성(wt%) 및평균입도(㎛)	소결온도(℃)	마모시험결과
구분	금속바인더 분율(wt-%)	바인더재료 화학조성(at-%)	경질입자조성(wt%) 및평균입도(㎛)	소결온도(℃)	블록마모면	캠마모면
실시예1	15	Cr 34.0, Mo 1.0, Cu 1.0,Si 3.0, B 23.5, Fe bal.	WC 75, 7.5TiC 25, 3.0	1370	○	○
실시예2	20	Co 2.0, Ni 6.5, Cr 40.0, Mo 2.0, Si 3.0, B 13.5, Fe bal.	WC 100, 3.0	1370	○	○
실시예3	10	Ni 8.0, Cr 20.0, Mo 1.5,V 0.5, Ti 1.0, Si 4.5, Al 1.0,C 2.0, B 9.0, Fe bal.	WC 70, 2.0TiC 30, 3.0	1390	○	○
실시예4	15	Co 7.5, Ni 15.5, Cr 29.5,Mo 2.0, Nb 1.0, Si 2.5, B 17.5, Fe bal.	WC 90, 5.0TiC 10, 2.0	1370	○	○
실시예5	15	Ni 5.5, Cr 21.5, Mo 1.0, Ta 0.15, Si 2.0, B 17.0, Fe bal.	WC 90, 5.0TiC 10, 3.0	1380	○	○
실시예6	15	Ni 8.0, Cr 26.0, Ti 2.0, Zr 0.5,Si 1.0, B 15.5, Fe bal.	WC 90, 5.0TiC 10, 2.0	1370	○	○
실시예7	10	Mn 1.5, Cr, 17.5, Mo 0.5, Hf 0.1, Zr 0.2, Al 0.5, B 17.5, Fe bal.	WC 100, 5.0	1400	○	○
비교예1	15	Co 100	WC 100, 10	1430	×	△
비교예2	20	Co 70.0, Ni 4.0, Cr 26.0	WC 80, 3.0TiC 20, 10.0	1420	×	○
비교예3	10	Co 80.0, Ni 15.0, Cr 5.0	WC 90, 5.0cBN 10, 25	1430	×	△
비교예4	15	Co 25.0, Si 13.0, B 7.0Fe bal.	WC 80, 5.0TiC 10, 10.0	1380	×	○
비교예5	15	Cr 53.0, Si 4.0, B 20.0Fe bal.	TiC 100, 5.0	1370	△	△

(○: 양호 △: 얕은 마모흔 발생 ×: 피팅발생)

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 바인더재료를 이용한 소결제품은 젖음성이 우수하면서도 액상소결 공정을 거친 뒤에도 경질입자가 구상을 유지하여 표면층의 내피로성, 내피팅성과 인성이 우수하여 높은 내구성을 나타내게 된다.

이같은 결과로 엔진용 내마모 부품, 다이 펀치, 인발 다이스, 가이드, 베어링, 가공 공구 및 커터용 소결 바인더재료와 같은 여러 분야에 적용할 수 있다.

Claims

주기율표의 전이금속 중에서 ETM이 원자비로 15 ∼ 45%, LTM이 30 ∼ 65% 함유되며, 그 중 Fe가 20%이상, 그리고 석출강화 원소와 석출물 안정화 원소로서 ⅠB, ⅡB, ⅢA와 ⅣA족에 속하는 원소가 단독 또는 복합으로 10 ∼ 30%, 그 외에 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제1항에 있어서, 상기 바인더합금 분말에 함유되는 ETM이 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 바나듐, 지르코늄, 니오븀, 하프늄, 탄탈, 텅스텐, 란타니드, 악티니드 중의 하나 또는 둘 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제2항에 있어서, 상기 바인더합금 분말에 함유되는 ETM중 크롬을 제외한 원소들의 합이 원자비로 5% 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제1항에 있어서, 상기 바인더합금 분말에 함유되는 LTM이 ⅦB, Ⅷ족에 속하는 원소들로서 망간, 철, 코발트 및 니켈 중의 하나 또는 둘 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제1항에 있어서, 상기 바인더합금 분말에 함유되는 ⅠB, ⅡB족으로 동, 은 중에서 단독 또는 복합 첨가되거나, ⅢA와 ⅣA족으로 보론, 탄소, 실리콘과 알루미늄 중에서 단독 또는 복합 첨가되는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제5항에 있어서, 상기 바인더합금 분말에 함유되는 ⅢA와 ⅣA족에서 탄소와 보론이 원자비 10 ∼ 25% 범위로 단독 또는 복합 첨가되는 합금을 이용하여 경질조직을 형성하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제1항에 있어서, 상기 바인더합금 분말을 경질입자와의 충진성을 고려하여 입자크기를 45㎛ 이하로 사용하여 경질조직을 형성하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제1항에 있어서, 상기 바인더합금 분말과 혼합하는 경질입자의 재료로 텅스텐탄화물, 티타늄탄화물, 지르코늄탄화물, 탄탈탄화물, 실리콘탄화물, 크롬탄화물과 보론질화물, 지르코늄질화물, 티타늄질화물, 실리콘질화물, 하프늄붕화물, 티타늄붕화물, 지르코늄붕화물, 크롬붕화물, 알루미늄붕화물, 코발트붕화물, 철붕화물, 알루미늄산화물, 지르코늄산화물 및 이들의 복화합물 또는 다른 경질세라믹이나 다이어몬드입자 중에서 단독 또는 복합으로 첨가하여 경질조직을 형성하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제1항에 있어서, 상기 바인더합금 분말과 혼합하는 경질입자의 크기를 25㎛ 이하로 사용하여 경질조직의 내피로성을 향상하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제9항에 있어서, 상기 바인더합금 분말과 혼합하는 경질입자의 크기를 7.5㎛ 이하의 탄화물을 사용하여 경질조직의 내피로성을 향상하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.
제1항에 있어서, 상기 바인더합금 분말과 혼합하는 경질입자가 면적비로 45 ∼ 90% 차지하여 경질조직의 내면압성을 향상하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 소결 바인더합금.