KR101215656B1 - Method for consolidating Tough Coated Hard Powders - Google Patents

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Abstract

미립자 물질을 종래 공정에 의하여 얻을 수 없는 물성의 조합을 갖는 물품(article)으로 성형하는 액체상 소결 방법이 제공된다. 이러한 미립자 물질은 WC 또는 TaC와 같은 코어보다 상대적으로 높은 파괴 강인성을 갖는 금속 화합물의 층으로 개별적으로 코팅된 상기 코어 입자로 구성된다. 이러한 코팅된 입자는 Co 또는 Ni와 같은 금속을 포함하는 외층을 포함한다. 이러한 코팅을 갖는 입자는 물품(article)을 형성하기 위하여 가압되고, 상기 물품(article)은 충분한 밀도가 코어 입자를 형성하는 물질의 분해없이 얻어지는 압력과 온도에서 고밀도화 된다.A liquid phase sintering method is provided for molding particulate matter into articles having a combination of physical properties not obtainable by conventional processes. This particulate material consists of the core particles individually coated with a layer of metal compound having a relatively higher fracture toughness than the core such as WC or TaC. Such coated particles include an outer layer comprising a metal such as Co or Ni. Particles with such a coating are pressed to form articles, which are densified at pressures and temperatures where sufficient density is obtained without decomposition of the material forming the core particles.

소결, 파괴인성(fracture toughness), 강인성, 경질 분말, 코팅, 고밀도화, 코어, 중간층, 외층 Sintering, Fracture Toughness, Toughness, Hard Powder, Coating, Densification, Core, Interlayer, Outer Layer

Description

고성능을 갖도록 코팅된 경질 분말을 성형하는 방법{Method for consolidating Tough Coated Hard Powders}Method for forming hard powder coated to have high performance {Method for consolidating Tough Coated Hard Powders}

고성능을 갖도록 코팅된 경질 분말(Tough-Coated Hard Powders, TCHP)을 저압 또는 가압 없이 본질상 충분한 밀도로 성형시키는 방법과 이 방법에 의하여 성형된 물품(article)이 개시된다. 상기 방법은 동일 기술분야에서 최근 알려진 종래의 경질 물품(article)과 도구물질(tool material)보다 증가된 가치를 제공하는 액상소결에 의한 TCHP 물질의 소결된 몸체(body)를 만드는 비용면에서 효과적인 방법이다.Disclosed are methods for forming Tough-Coated Hard Powders (TCHP) coated with high performance to a sufficient density in nature without low pressure or pressurization, and articles molded by the method. The method is a cost effective method of making a sintered body of TCHP material by liquid sintering that provides increased value over conventional hard articles and tool materials known in the art. to be.

소결(sintering)은 분말의 열처리 또는 고체 물품(article)을 만들기 위해 입자를 서로 결합하기 위한 압축화(compact)로 정의할 수 있다.Sintering can be defined as a compaction for joining the particles together to make a heat treatment of the powder or a solid article.

상기 분말이 다른 녹는점을 갖는 적어도 둘 이상의 다른 물질의 분말의 혼합물로 구성되는 응용예에 있어서, 상기 분말 혼합물은 다공성(green) 몸체로 압축화 된다. 이러한 몸체는 가장 낮은 녹는점을 갖는 조성물질의 녹는점 이상으로 가열되고, 일정한 부분의 압축화가 느슨해진 분말 혼합물은 액화된다. 미리 결정된 시간 동안 소결온도에서 상기 몸체를 처리한 후에, 상기 물질은 냉각되고, 상기 액체는 고화되며 상기 몸체는 치밀화된 유용한 구조로 굳게 된다. 그러한 구성의 예는 Cu/Sn, Fe/Cu 및 텅스텐탄화물(tungsten carbide)/Co이다.In applications in which the powder consists of a mixture of powders of at least two different materials with different melting points, the powder mixture is compacted into a green body. This body is heated above the melting point of the composition having the lowest melting point, and the powder mixture, in which a certain part of the compaction is loosened, is liquefied. After treating the body at a sintering temperature for a predetermined time, the material cools, the liquid solidifies and the body solidifies into a compacted useful structure. Examples of such configurations are Cu / Sn, Fe / Cu and tungsten carbide / Co.

이러한 공정에서, 상기 압축된 물체의 치밀화는 액상하에서 발생하며, 이러한 소결공정을 액상소결(liquid phase sintering, LPS)이라 한다. 이러한 구성에서, 특별히 텅스텐 탄화물 및 다른 세라믹 입자와 같은 경질 금속의 성형인 LPS는 때때로 종래소결이라 불린다. LPS 공정에서, 균일한 분포와 고밀도화를 성취하기 위하여 바인더 상(binder phase)의 이동을 확보하는 소결 온도에서 현존하는, 최소의 액상을 갖는 것이 유리하다.  부분 모양의 변형과 조직성장(grain growth)을 피하기 위하여 현존하는 액체의 양을 제한하는 것이 또한 일반적으로 유리하다.In this process, densification of the compacted object occurs under liquid phase, and this sintering process is called liquid phase sintering (LPS). In this configuration, LPS, which is especially a molding of hard metals such as tungsten carbide and other ceramic particles, is sometimes called conventional sintering. In the LPS process, it is advantageous to have a minimal liquid phase present at the sintering temperature that ensures movement of the binder phase in order to achieve uniform distribution and densification. It is also generally advantageous to limit the amount of liquid present to avoid partial shape deformation and grain growth.

이러한 액화는, 예를 들어, 물질전달, 입자 재정렬, 골격구조의 성장 및 치밀화를 가능하게 한다. 외부의 불규칙성이 액화될 때 입자를 둥글게 함으로써, 및 빈공간을 채우는 이러한 액체의 이동에 의하여 이러한 현상이 이루어진다고 일반적으로 생각된다. 냉각할 때, 재결정화와 조직 성장이 자주 발생한다.  전체 부피의 백분율로서 다공성은 상기 구조의 치밀화로 인해 감소할 수 있다. 치밀화 속도는, 예를 들어, 소결온도, 소결시간, 소결압력, 소결 대기압 및 첨가된 바인더 구성 요소의 중량 분율에 의하여 영향을 받을 수 있다.Such liquefaction enables, for example, mass transfer, particle rearrangement, growth and densification of the framework structure. It is generally believed that this phenomenon is achieved by rounding the particles when external irregularities are liquefied, and by the movement of these liquids to fill the voids. When cooled, recrystallization and tissue growth often occur. Porosity as a percentage of the total volume may decrease due to the densification of the structure. The densification rate can be influenced, for example, by the sintering temperature, sintering time, sintering pressure, sintering atmospheric pressure and the weight fraction of added binder component.

텅스텐 탄화물-코발트 (WC-Co) 치밀질(compact)과 같은 종래 경질 금속의 액상소결은 일반적으로 1325 내지 1475℃의 소결 온도 범위에서 수행된다.Liquid phase sintering of conventional hard metals, such as tungsten carbide-cobalt (WC-Co) compacts, is generally performed at a sintering temperature range of 1325 to 1475 ° C.

상기 WC-Co 치밀질은 WC-Co 경질 금속의 소결동안 가열될 때, 코발트는 약 700℃에서 매우 점도 있는 액체처럼 거동하기 시작하고, 코발트의 점도가 대응적으로 감소할 때, 온도가 증가함에 따라 확산이 증가한다. Co 금속의 기름과 같은 작용과 점도는 가능한 한 WC 표면을 크게 습윤하기 위하여 Co의 강한 경향으로부터 생성되는 모세관 유인력을 생성하는 것으로 믿어진다. 이것은 WC 입자의 재배열을 일으키고, 상기 복합소재는 최초 액상이 형성되기도 전에 수축되기 시작한다.When the WC-Co dense is heated during the sintering of the WC-Co hard metal, the cobalt begins to behave like a very viscous liquid at about 700 ° C, and as the temperature of the cobalt decreases correspondingly, the temperature increases. As a result, diffusion increases. The oil-like action and viscosity of Co metal is believed to produce capillary attraction that results from Co's strong tendency to wet the WC surface as much as possible. This causes rearrangement of the WC particles, and the composite begins to shrink before the first liquid phase is formed.

1275℃에서, 상기 코발트 바인더 금속은 WC 입자를 용해하기 시작하고 삼원의 공융 반응은 시작되고 Co-W-C 합금을 형성한다. 온도가 계속 상승함에 따라, 조직 경계가 WC 조직과 Co 바인더상 간에 계면을 통하여 이동할 때, 증가된 표면 습윤, 액화 및 모세관현상은 연속되는 입자의 재배열과 분말 물질의 원하는 물품(article)의 모양으로의 수축을 일으킨다.At 1275 ° C., the cobalt binder metal begins to dissolve the WC particles and the three-way eutectic reaction begins and forms a Co—W—C alloy. As the temperature continues to rise, as the tissue boundary moves through the interface between the WC tissue and the Co binder phase, the increased surface wetting, liquefaction, and capillary phenomena lead to continuous particle rearrangement and to the shape of the desired article of powder material. Causes contraction of.

소결된 부분에서 고밀도, 균일화 및 WC 화학양론은 WC-Co 미세구조 보전과 강도를 위하여 기본적 필요조건이다. 액상소결동안 적절한 국소적 탄소 균형을 유지하는 것은, 깨지기 쉬운 탄소 결핍된 CO3W3C 이타 상(eta phase)의 형성과 너무 많은 탄소에 의하여 생성되는 탄소 다공의 형성을 방지하기 위하여, WC-Co 물질의 파괴인성(fracture toughness)을 제공함에 있어서 또한 중요하다. 미세구조에서 강도-박탈성의 다공성(strength-robbing porosity) 및 조직성장의 방지는 적절한 소결온도와 소결압력의 선택을 통하여 성취될 수 있다. 예를 들어, 조직 성장을 일으키는 WC의 과도한 용해를 피하기 위하여 충분히 낮은 온도로 유지하는 반면에, 입자들간의 공극을 채우기에 충분한 물질 이동을 성취하기 위하여 온도는 적당한 양의 물질을 액화하기에 충분히 높아야만 한다. 모세관현상은 이론적인 밀도에 근접하도록 고밀도화를 제공하기에 불충분하기 때문에, 외부 압력이 가해질 수 있다.High density, homogenization and WC stoichiometry in the sintered part are fundamental requirements for WC-Co microstructure integrity and strength. Maintaining an appropriate local carbon balance during liquid sintering is necessary to prevent formation of fragile carbon deficient CO 3 W 3 C eta phase and formation of carbon pores produced by too much carbon. It is also important in providing the fracture toughness of the Co material. The prevention of strength-robbing porosity and tissue growth in the microstructure can be achieved through the selection of an appropriate sintering temperature and sintering pressure. For example, while maintaining the temperature low enough to avoid excessive dissolution of the WC causing tissue growth, the temperature must be high enough to liquefy the appropriate amount of material to achieve sufficient mass transfer to fill the voids between the particles. Should be. Since capillary action is insufficient to provide densification to approach theoretical density, external pressure may be applied.

종래 소결과정에서는, 일반적으로 소량(3-18 wt%)의 코발트가 WC와 혼합된다. 코발트 바인더는 고밀도화시키는 역할을 하고, WC-Co 미세구조의 균일성을 획득하기 위하여 코발트 바인더의 균일한 분포가 요구된다. 미세구조적 결함은 일반적으로 소결된 WC-Co 부분에서 발견된다.  일반적인 원인은 본질적으로 거의 동일한 직경을 갖는 WC와 Co 분말의 불완전한 혼합(blending)이다 (장시간의 혼합에도 불구하고). 이러한 공정은 각각의 WC 입자를 적정한 양의 Co로 캡슐화하여(또는 적어도 결합하여) Co-to-WC 비율이 혼합을 통하여 본질적으로 균일화하는 것이 바람직하다. 통계적으로, 상기 WC 입자와 균일하게 섞일 정도로 충분히 작은 나노입자의 코발트가 없기 때문에, 이러한 결과를 성취하는 것은 불가능하다. 코발트 산화반응, 폭발적 자연발화 반응 및 입자 응집은 그들의 이용성의 장애물이다.In conventional sintering processes, small amounts (3-18 wt%) of cobalt are usually mixed with WC. The cobalt binder serves to increase the density, and uniform distribution of the cobalt binder is required in order to obtain uniformity of the WC-Co microstructure. Microstructural defects are generally found in sintered WC-Co parts. A common cause is incomplete blending of WC and Co powders having essentially the same diameter (in spite of prolonged mixing). This process preferably encapsulates (or at least combines) each WC particle with an appropriate amount of Co so that the Co-to-WC ratio is essentially uniform through mixing. Statistically, it is impossible to achieve this result because there is no cobalt of nanoparticles small enough to mix uniformly with the WC particles. Cobalt oxidation, explosive spontaneous reactions and particle aggregation are obstacles to their availability.

결과는 Co-과도와 Co-부족 지역(Co-rich and Co-poor areas)을 갖는 WC-Co 혼합물이다. 먼저, 액상은 Co가 과도한 지역에서 발생하고, WC가 불포화된 코발트는 (a) 인접의 더 작은 WC 결정(가장 작은 것은 완전히 소모될 수 있다)을 소모함에 의하여 (b) 포화가 될 때까지 더욱더 많은 WC를 용해하기 위하여 Co 부족 지역으로 긴 거리를 통하여 불포화된 Co를 이동함에 의하여 열역학적 평형을 추구한다. 따라서, 액체상을 생성하기 위하여 필요한 온도보다 더 높은 온도가 Co 부족 지역으로 코발트를 이동하고 액화시키기 위하여 필요하다-이는 평형상태와 충분한 Co 액체가 WC 입자를 습윤 시키기 위하여 요구된다.The result is a WC-Co mixture with Co-rich and Co-poor areas. Firstly, the liquid phase occurs in areas where Co is excessive, and WC-unsaturated cobalt is (a) consumed by smaller adjacent WC crystals (the smallest can be consumed completely), and (b) until saturated. Thermodynamic equilibrium is sought by moving unsaturated Co through long distances to Co-lack regions to dissolve many WCs. Thus, a temperature higher than the temperature necessary to produce the liquid phase is required to move and liquefy the cobalt to the Co deficiency area—an equilibrium and sufficient Co liquid is required to wet the WC particles.

이러한 불균일한 Co 분포를 제거하기 위하여 (a) 매우 긴 볼 밀링(ball-milling) 시간, (b) 보다 높은 소결온도, 및 (c) 보다 긴 소결시간이 전형적으로 행해진다. 볼 밀링은 많은 WC 입자를 미세 입자로 만들어, 가열하는 동한 Co에 의하여 바람직하게 용해시킨다. 후자의 두 경우는 바인더 상을 펼치고, 소결 동안 액체 코발트의 분포를 정상화하지만, 또한 WC의 용해도 증가시킨다. 또한, 적어도 조직의 경계가 표면에 거의 수직으로 계면각을 가지고 존재하는 한, WC/WC 계면 에너지는 WC/Co의 계면에너지 보다 (양의 방향으로) 더 크기 때문에, 어느 정도의 Co는 그들의 조직 경계를 따라서 WC 입자를 관통할 것이다.  냉각시, 포화된 WC-Co 용액은 WC를 석출하고, 고체화가 일어날 때, 우선적으로 코어를 형성하고 남아 있는 더 큰 용해되지 않은 WC 결정위에 WC를 재결정화하고, 원하지 않는 오스트발트 라이프닝(Ostwald ripening)(조직성장) 현상을 발생한다. 온도가 Co-W-C 구조의 1275℃ 삼원공융점 아래로 감소할 때까지 이러한 조직 성장은 계속 진행된다. 도 1은 유사이원 WC-Co 상 평형도(pseudobinary WC-Co phase diagram)를 보여준다. 거의 100%의 소결밀도는 WC-Co 물질에 대하여 당연한 것이다.In order to eliminate this non-uniform Co distribution, (a) very long ball milling time, (b) higher sintering temperature, and (c) longer sintering time are typically done. Ball milling makes many WC particles into fine particles and is preferably dissolved by Co during heating. The latter two cases unfold the binder phase and normalize the distribution of liquid cobalt during sintering, but also increase the solubility of WC. Also, as long as at least the boundary of the tissue is present at an interface angle almost perpendicular to the surface, the amount of Co is due to the fact that the WC / WC interface energy is greater (in positive direction) than the interface energy of WC / Co. It will penetrate the WC particles along the boundary. Upon cooling, the saturated WC-Co solution precipitates WC and, when solidification occurs, preferentially forms a core and recrystallizes the WC on the remaining larger, undissolved WC crystals, resulting in undesired Ostwald life. ripening (tissue growth) occurs. This tissue growth continues until the temperature decreases below the 1275 ° C. ternary melting point of the Co-W-C structure. 1 shows a pseudobinary WC-Co phase diagram. Nearly 100% sintered density is natural for WC-Co materials.

따라서, 소결온도의 증가는 바인더 유동성을 증가시키나 또한 과도한 WC 용해를 발생시키기 때문에, 원하지 않는 조직 성장을 일으키게 된다. 조심스럽게 균형이 잡혀야 하는 소결온도와 소결시간 간에는 균형이 있다. 조직 성장(이것은 또한 구조적 강도를 감소시킨다)을 피하기 위하여 너무 높은 온도와 너무 긴 시간을 피하려고 노력하는 동안, 입자 사이에 공간(구조적 강도를 손상시킨다)을 채우기 위하여 필수적인 물질 이동을 성취하기 위하여 충분한 물질을 액화할 수 있도록 온도는 충분히 높아야만 한다. Thus, increasing the sintering temperature increases binder fluidity but also results in excessive WC dissolution, resulting in undesired tissue growth. There is a balance between the sintering temperature and the sintering time that should be carefully balanced. Sufficient to achieve the necessary mass transfer to fill the space between the particles (damaging the structural strength) while trying to avoid too high temperature and too long time to avoid tissue growth (which also reduces structural strength). The temperature must be high enough to liquefy the material.

소결 온도의 조절이 고품질의 경질금속 미세구조를 위한 하나의 주요한 요소이기 때문에, 대안적인 소결 기술이 도입되고 있다. 이러한 기술은 소결 시간(즉 마이크로파 소결)을 줄이는 연구와 가스 압력(즉 핫 프레싱(hot pressing), 핫 아이소태틱 프레싱[HiP](hot isotatic prssing) 및 세라콘과 록-텍 신터-포징 방법(Ceracon and Roc-Tec sinter-forging methods))을 이용하는 연구를 포함한다.Since control of the sintering temperature is one major factor for high quality hard metal microstructures, alternative sintering techniques have been introduced. These techniques include studies that reduce sintering time (ie microwave sintering), gas pressure (ie hot pressing, hot isotatic prssing, and ceracon and lock-tec sinter-forging methods). Ceracon and Roc-Tec sinter-forging methods).

종래 경질금속을 성형하는 데 이용되는 또 다른 연구는 코발트와 같은 바인더의 중량 분율을 증가시키는 것이다.  이것은 18-25중량%의 범위일 수 있다. 이것은 존재하는 액체의 양을 증가시킬 뿐만 아니라 그 구조의 강인성을 증가시킴의 유리한 효과를 가질 수 있다. 그러나, 이러한 접근은 두가지 중요한 결점을 갖고 있고 따라서 일반적으로 회피된다. 첫째, 바인더의 중량%의 증가는 그 구조에서 WC(내마모성을 갖는 상)의 중량 백분율을 줄이고, 따라서 내마모성을 줄인다. 두 번째로, 바인더 양의 증가는 냉각시 조직 성장에 중요하게 기여하면서 또한 더욱 많은 WC를 용해한다. Another study used to form conventional hard metals is to increase the weight fraction of a binder such as cobalt. It may range from 18-25% by weight. This can have the beneficial effect of increasing the amount of liquid present as well as increasing the toughness of the structure. However, this approach has two major drawbacks and is therefore generally avoided. First, an increase in the weight percentage of the binder reduces the weight percentage of WC (abrasion resistant phase) in its structure and thus reduces wear resistance. Secondly, increasing the amount of Binder binders contributes significantly to tissue growth upon cooling and also dissolves more WC.

또한, 과거 70년 동안 종래 탄화물(WC-Co 기질의 높은 파괴 강인성을 보유함에도 불구하고)의 내마모성을 향상시키는 유일한 방법은 (a) 연속적으로 정제하고 종래 분말과 성형공정방법을 개선하여 왔고 (b) 얇은 내마모성 코팅을 부가하고, (c) 보다 경질의 물질을 WC-Co 기질 상에 적층하는 것이었다. 종래의 WC-Co 미세 구조를 향상함은 시간, 온도, 조직크기, 기타 생성물과 공정 변수의 정밀한 균형이다. 종래 탄화물의 점증하는 개선은 과거 50년 이상 더 좋은 소성 온도 조절과 더 높은 순도, 더 높은 균일한 WC-Co 개시 분말을 통하여 성취되어 왔다. 30년 이상 전에 외부 코팅이 도입된 이후로, WC-Co의 강인성을 갖는 물질의 내마모성의 개선은 거의 정지되고 늦어졌다.In addition, the only way to improve the wear resistance of conventional carbides (although they retain the high fracture toughness of WC-Co substrates) for the past 70 years has been (a) to continuously purify and improve conventional powder and molding process methods (b ) A thin, wear resistant coating was added, and (c) a harder material was laminated onto the WC-Co substrate. Improving conventional WC-Co microstructures is a precise balance of time, temperature, tissue size, and other products and process variables. Incremental improvements of conventional carbides have been achieved over the past 50 years through better firing temperature control and higher purity, higher uniform WC-Co starting powders. Since the introduction of the outer coating more than 30 years ago, the improvement in the wear resistance of materials with the toughness of WC-Co has almost stopped and delayed.

비록 이러한 기술은 종래의 경질금속의 액상 소결에서 발생하는 문제를 감소시켜 왔음에도 불구하고, 소결시 WC와 바인더 분말과 그러한 입자로부터 형성된 물품(article)을 통하여 균일한 성질을 허락하는 성질을 갖는 입자를 생산하는 방법에 대한 만족하지 못한 필요성이 존재해 왔다. Although this technique has reduced the problems arising in the conventional liquid phase sintering of hard metals, particles having properties that allow uniform properties through sintering of WC and binder powders and articles formed from such particles. There has been an unsatisfactory need for a way to produce it.

앞에서 기술한 결점을 피하기 위하여, 본발명은 고성능을 갖도록 코팅된 경질 분말 (Tough-Coated Hard Powders,TCHPs, or EternAloy®)이라 불리는 선례가 없는 높은 물성의 조합을 갖는 새로운 부류의 설계된 미세구조 미립자 물질의 액상 소결에 의해 성형하는 방법을 제공한다. 이러한 새로운 부류의 소결된 미립자 물질은 하나 또는 둘이상의 유형의 초경질 겔달트 부류 C(superhard Geldart Class C) 또는 최고의 내마모성, 윤활성 및 다른 성질을 갖는 더 큰 세라믹 또는 내화 합금 코어 입자를 포함하는데, 다른 성질은 (1) 개별적으로 WC 또는 TaC와 같은 비교적 높은 파괴 강인성을 갖는 금속 화합물의 나노층으로 코팅되며, (2) Co 또는 Ni와 같은 바인더 금속을 포함하는 두 번째 층으로 다시 코팅된다. 지금까지 소결된 균질의 분말로부터 이용할 수 없는 우수한 성질을 갖는 물질을 제공하기 위하여, TCHP 소결 구조내의 여러 가지 성질을 갖는 합금의 조합은 강인성, 마모, 화학적 내마모성 및 경량성을 포함하는 제한되지 않는 통상적으로 상반되는 최고 성능의 조합을 허락한다. TCHP 물질은 미국 특허 U.S. Pat. 6,372,346에서 개시되고, 상기 인용문헌에서 기술된다.In order to avoid the drawbacks described above, the present invention provides a new class of engineered microstructured particulate materials with an unprecedented combination of high properties called tough-coated hard powders (TCHPs, or EternAloy ® ). It provides a method of molding by liquid phase sintering. This new class of sintered particulate materials includes one or more types of superhard Geldart Class C or larger ceramic or refractory alloy core particles having the best wear resistance, lubricity and other properties. The properties are (1) individually coated with a nanolayer of a metal compound having a relatively high fracture toughness such as WC or TaC, and (2) again with a second layer comprising a binder metal such as Co or Ni. In order to provide materials with superior properties not available from homogeneous powders sintered so far, combinations of alloys with various properties within the TCHP sintered structure are not limited to conventional, including toughness, abrasion, chemical wear resistance and light weight. Allows a combination of the highest performances. TCHP materials are described in US Pat. 6,372,346, which is incorporated herein by reference.

본 발명의 공정은 열역학적으로 섞이지 않는 물질 상들의 통합과 단일 물질에서 보이는 우수한 물성을 허락한다. 따라서, TCHP 물질은 다이아몬드의 경도와 텅스텐 탄화물 보다 큰 파괴 강인성 그리고 거의 티타니움의 중량을 동시에 갖도록 설계될 수 있다. 결과적으로, TCHPs는 의미있게 종래의 금속 절단 및 형성용 도구; 연마제; 마찰과 마모제품 그리고 열 코팅제; 및 자동차, 비행기. 중공업 그리고 방어시설 조성품; 의 내마모성을 능가할 수 있다.The process of the present invention allows the integration of thermodynamically incompatible material phases and good physical properties seen in a single material. Thus, the TCHP material can be designed to have both diamond hardness, greater fracture toughness than tungsten carbide, and nearly titanium. As a result, TCHPs are significantly improved in conventional metal cutting and forming tools; abrasive; Friction and wear products and thermal coatings; And cars, airplanes. Heavy industry and defense installations; It can surpass the wear resistance of

전술에서 살폈듯이, 미립자 물질로부터 물품(article)을 만드는 방법이 제공된다. 그 방법은 금속 및 준금속 질소화물, 금속 및 준금속 탄화물, 금속 및 준금속 탄화질화물, 금속 및 준금속 붕소화물, 금속 및 준금속 산화물, 금속 및 준금속 황화물, 금속 및 준금속 규화물 및 다이아몬드로부터 선택되는 하나의 코어 입자 물질 또는 복수의 다른 코어 입자 물질로 구성되는 복수의 코어 입자를 제공하는 단계를 포함한다. As noted above, a method of making an article from particulate material is provided. The method comprises metal and metalloid nitrides, metal and metalloid carbides, metal and metalloid carbides, metal and metalloid borides, metal and metalloid oxides, metal and metalloid sulfides, metal and metalloid sulfides, and diamond Providing a plurality of core particles composed of one core particle material selected or a plurality of other core particle materials selected.

중간층은 복수의 코어 입자 상에 제공된다. 상기 중간층은 상기 코어 입자 물질과 조성물이 다르고 더 높은 상대파괴인성(relative fracture toughness)을 갖는 제 2 화합물을 포함한다.  상기 제 2 화합물은 상기 코어 입자 물질과 결합할 수 있고 Fe, Co, Ni, Cu, Ti, Al, Mg, Li, Be, Ag, Au, Pt 및 이들의 합금으로부터 선택되는 금속과 결합할 수 있다. 상기 코어 입자와 중간층의 조합은 코팅된 입자를 형성하다.The intermediate layer is provided on the plurality of core particles. The intermediate layer comprises a second compound that differs in composition from the core particle material and has a higher relative fracture toughness. The second compound may bind with the core particle material and with a metal selected from Fe, Co, Ni, Cu, Ti, Al, Mg, Li, Be, Ag, Au, Pt and their alloys. . The combination of the core particles and the intermediate layer forms coated particles.

외층이 상기 코팅된 입자에 도입된다.  상기 외층은 Fe, Co, Ni, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하며, 상기 중간층상에 실체상 연속적인 외층을 형성한다.  상기 코팅된 입자와 상기 외층의 조합은 조성 입자를 형성한다.An outer layer is introduced into the coated particles. The outer layer comprises a metal selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, and combinations thereof, and forms a substantially continuous outer layer on the intermediate layer. The combination of the coated particles and the outer layer forms a composite particle.

복수의 상기 조성 입자를 물품(article)으로 정형한다.A plurality of said compositional particles is shaped into an article.

상기 물품(article)은 적어도 일정 부분의 상기 외층을 액화하기에 충분한 온도에서 상기 외층으로부터 형성된 액체에 일정 부분의 상기 중간층을 용해하기에 충분한 시간 동안, 상당한 외부의 성형압력 없이 충분한 밀도로 소결된다.   The article is sintered to a sufficient density without significant external molding pressure for a time sufficient to dissolve the portion of the intermediate layer in liquid formed from the outer layer at a temperature sufficient to liquefy at least a portion of the outer layer.

상기 외층과 상기 중간층으로부터 형성된 액체는 상기 액체와 상기 코어 입자의 상당한 유해한 상호작용을 하기 전에 고체화된다.  The liquid formed from the outer layer and the intermediate layer solidifies before significant detrimental interaction of the liquid with the core particles.

일 실시예에서, 상기 코어 입자 물질은 MaXb의 화학식을 가지며, 상기 화학식 중, M은 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Mg, Cu, 및 Si로부터 선택되는 금속이며; X는 질소, 탄소, 붕소, 황, 및 산소로부터 선택되는 원소이며; a와 b는 0보다 크고 14 이하인 정수이다. In one embodiment, the core particle material has a formula of M a X b , wherein M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Mg, Cu, and A metal selected from Si; X is an element selected from nitrogen, carbon, boron, sulfur, and oxygen; a and b are integers greater than 0 and less than or equal to 14

또 다른 실시예에서, 상기 코어 입자 물질은 TiN, TiCN, TiC, TiB2, ZrC, ZrN, ZrB2, HfC, HfN, HfB2, TaB2, VC, VN, cBN, hBN, Al2O3, Si3N4, SiB6, SiAlCB, B4C, B2O3, W2B5, WB2, WS2, AlN, AlMgB14, MoS2, MoSi2, MO2B5, 및 MoB2 로부터 선택된다.In another embodiment, the core particle material is TiN, TiCN, TiC, TiB 2 , ZrC, ZrN, ZrB 2 , HfC, HfN, HfB 2 , TaB 2 , VC, VN, cBN, hBN, Al 2 O 3 , From Si 3 N 4 , SiB 6 , SiAlCB, B 4 C, B 2 O 3 , W 2 B 5 , WB 2 , WS 2 , AlN, AlMgB 14 , MoS 2 , MoSi 2 , MO 2 B 5 , and MoB 2 Is selected.

준금속 원소는 주기율표에서 금속과 비금속 사이의 열에 존재하는 원소들이다. 준금속원소들은 일반적으로 B, Si, Ge,As, Sb 및 Te를 포함한다. Po는 또한 종종 준금속 원소로 고려된다. 준금속 질화물(nitride metalloids)의 예는 등축정계 질화 붕소화물(cubic boron nitride, cBN) 및 Si3N4이며, 이에 제한되지 않는다.  준금속 탄화물의 예는 B4C이다. 이중준금속 화합물(bimetalloid compound)의 예는 SiB6이다.Metalloids are elements that exist in the heat between metals and nonmetals in the periodic table. Metalloids generally include B, Si, Ge, As, Sb and Te. Po is also often considered a metalloid element. Examples of nitride metalloids are, but are not limited to, cubic boron nitride (cBN) and Si 3 N 4 . An example of a metalloid carbide is B 4 C. An example of a bimetalloid compound is SiB 6 .

또한, 하나의 코어 입자 물질 또는 복수의 다른 코어 입자 물질로 구성되는 복수의 코어 입자를 제공하는 단계:Further, providing a plurality of core particles composed of one core particle material or a plurality of other core particle materials:

상기 코어 입자 물질은 TiN, TiCN, TiC, TiB2, ZrC, ZrN, ZrB2, HfC, HfN, HfB2, TaB2, VC, VN, cBN, hBN, Al2O3, Si3N4, SiB6, SiAlCB, B4C, B2O3, W2B5, WB2, WS2, AlN, AlMgB14, MoS2, MoSi2, MO2B5, MoB2 및 다이아몬드로 이루어진 군으로부터 선택된다,The core particle material is TiN, TiCN, TiC, TiB 2 , ZrC, ZrN, ZrB 2 , HfC, HfN, HfB 2 , TaB 2 , VC, VN, cBN, hBN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiB 6 , SiAlCB, B 4 C, B 2 O 3 , W 2 B 5 , WB 2 , WS 2 , AlN, AlMgB 14 , MoS 2 , MoSi 2 , MO 2 B 5 , MoB 2 and diamond ,

상기 복수의 코어 입자상에 상기 물품(article)에 대하여 10 내지 80 중량%의 중간층을 제공하는 단계:Providing from 10 to 80% by weight of the intermediate layer relative to the article on the plurality of core particles:

상기 중간층은 상기 코어 입자 물질과 조성물이 다르고 더 높은 상대파괴인성(relative fracture toughness)을 갖는 제 2 화합물을 포함하며, 상기 제 2 화합물은 WC, TaC, W2C, 및 WC와 W2C의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 그로 인해 코팅된 입자가 형성된다,The interlayer comprises a second compound that differs in composition from the core particle material and has a higher relative fracture toughness, wherein the second compound comprises WC, TaC, W 2 C, and WC and W 2 C. Selected from the group consisting of mixtures, thereby forming coated particles,

상기 코팅된 입자에 외층을 도입하는 단계:Introducing an outer layer into the coated particles:

상기 외층은 상기 중간층에 실체상 연속적인 외층을 형성하기 위하여 Fe, Co, Ni 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하며, 그로 인해 조성 입자가 형성된다,The outer layer comprises a metal selected from the group consisting of Fe, Co, Ni and combinations thereof to form a substantially continuous outer layer in the intermediate layer, whereby a composition particle is formed,

복수의 상기 조성 입자를 물품(article)으로 정형하는 단계;Shaping a plurality of said compositional particles into an article;

상당한 외부의 성형 압력 없이 실체상 충분한 밀도를 얻기 위하여 효과적인 양의 액체를 제공하도록 적어도 일정 부분의 상기 외층을 액화하기에 충분한 일정한 온도에서, 상기 외층으로부터 형성된 액체에 상기 중간층의 5 내지 90 부피%를 용해하기에 충분한 시간 동안 상기 물품(article)을 소결하는 단계:5 to 90% by volume of the intermediate layer is added to the liquid formed from the outer layer at a constant temperature sufficient to liquefy at least a portion of the outer layer to provide an effective amount of liquid to obtain a substantially sufficient density without substantial external molding pressure. Sintering the article for a time sufficient to dissolve:

상기 중간층의 고체부분은 상기 액체와 상기 코어 입자의 화학적 상호 작용을 억제시킨다; 및The solid portion of the intermediate layer inhibits chemical interaction of the liquid with the core particles; And

상기 액체와 상기 코어 입자의 상당한 유해한 상호작용 전에 상기 외층과 중간층으로부터 형성된 액체를 고화시키는 단계;Solidifying the liquid formed from the outer and interlayers prior to significant harmful interaction of the liquid with the core particles;

를 포함하는 미립자 물질로부터 물품(article)을 형성하는 방법을 개시한다.Disclosed is a method of forming an article from particulate material comprising a.

상기 소결온도와 소결시간은 상기 중간층의 완전한 용해가 일어나지 않고, 최대한, 상기 중간층의 일부분을 용해시켜야 한다, 예를 들어, 상기 중간층의 5 내지 50% 또는 50 내지 99% 용해가 일어난다. 게다가, 상기 중간층의 고체 부분의 용해는 상기 액체와 상기 코어 입자의 화학작용을 방지한다. The sintering temperature and sintering time should not completely dissolve the intermediate layer, but should dissolve a portion of the intermediate layer as much as possible, for example 5-50% or 50-99% dissolution of the intermediate layer. In addition, dissolution of the solid portion of the intermediate layer prevents chemistry of the liquid and the core particles.

도 1은 유사-이원 WC-Co 상평형도.1 is a pseudo-binary WC-Co phase diagram.

도 2는 전형적인 TCHP 소결된 물품(article)을 나타낸 도면.2 shows a typical TCHP sintered article.

도 3은 과도한 Co가 포함될 때에도 TCHP 구조가 본래대로인 것을 나타내는 주사전자현미경 사진.Figure 3 is a scanning electron micrograph showing that the TCHP structure is intact even when excessive Co is included.

도 4는 소결시와 소결 후의 WC 층의 용해를 효과적으로 방지함을 보여주는 주사전자현미경 사진.4 is a scanning electron micrograph showing effectively preventing the dissolution of the WC layer during and after sintering.

도 5는 다양한 소결 온도에서 다른 TCHP 물질의 모형을 나타낸 도면.  이것은 다양한 액상소결 조건하에서 입자 용해를 비교한다.5 shows a model of another TCHP material at various sintering temperatures. This compares particle dissolution under various liquid sintering conditions.

도 6은 다양한 온도와 코발트 함량에서 계산된 WC-Co 고체 및 액체 상 조성물의 표.6 is a table of WC-Co solid and liquid phase compositions calculated at various temperatures and cobalt content.

도 7은 액체 상이 소결된 TCHP의 미세구조 사진.7 is a microstructure picture of TCHP sintered liquid phase.

본 개시는 다른 성질을 띠는 조직 경계 조절제를 갖는 원하는 물성들을 포함하는 미세 입자를 캡슐화하고 소결함으로써, 기존의 불가능한 물질-물성 조합의 설계를 가능하게 하는 방법을 제공한다. 상기 TCHP 빌딩블록(building block) 입자는 경도+내마모성+강인성+바인더 금속+다른 설계된 물성과 같은 요소를 포함하고, 나 노-, 마이크로-, 매크로- 및 기능적 수준에서 동시에 최적화로 설계된 성질을 갖는 수천의 새로운 물질의 설계를 제공한다.The present disclosure provides a method that enables the design of existing impossible material-physical combinations by encapsulating and sintering fine particles comprising desired properties with tissue boundary modifiers of different properties. The TCHP building block particles contain elements such as hardness + wear resistance + toughness + binder metal + other designed physical properties, and have thousands of properties designed for simultaneous optimization at the nano-, micro-, macro- and functional levels. To provide the design of new materials.

미세 입자의 소결과 나노캡슐화(nanoencapsulation)의 결합은 열역학적으로 양립할 수 없는 물질상과 성질을 갖는 유사합금 구조를 생성한다. 그러한 결합은 예를 들어, 도구의 작용하는 표면과 모서리에서 복잡한 조성으로서 그리고 열적으로 도입된 코팅으로서 이러한 상과 물성을 조작하는 것을 허락한다. 예를 들어, 경량, 낮은 마찰 계수, 낮은/높은 열 전도성, 미끄러움 및 윤활과 같은 복수의 물성의 조합은 합금, 적층, 기계적 물성의 향상 및 열처리에 의하여 수반되는 전통적 제한이 없이 성취된다.The combination of sintering and nanoencapsulation of the fine particles creates a pseudoalloy structure with material phases and properties that are not thermodynamically incompatible. Such bonding allows for manipulating these phases and properties, for example, as a complex composition at the working surfaces and edges of the tool and as a thermally introduced coating. For example, a combination of a plurality of physical properties, such as light weight, low coefficient of friction, low / high thermal conductivity, slippage and lubrication, is achieved without the traditional limitations associated with alloying, lamination, improvement of mechanical properties and heat treatment.

여기에서 기술되는 방법은 미립자 물질로부터 물품(article)의 형성을 포함한다.  예를 들어, 미립자 물질 또는 TCHP는 복수의 코어 입자, 대부분의 입자 상의 중간 코팅 및 입자상의 외층 코팅을 포함한다.The method described herein involves the formation of an article from particulate material. For example, the particulate material or TCHP includes a plurality of core particles, an intermediate coating on most of the particles and an outer layer coating on the particles.

분말된 실시예에서, 코어 입자는, 예를 들어 금속 또는 준금속의 질화물, 탄화물, 탄소질화물, 붕소화물, 산화물, 황화물, 규산화물 또는 다이아몬드로부터 선택되는 하나의 코어 입자 물질 또는 복수의 다른 코어 입자 물질로 구성되는 독특한 복합 미립자 물질 일 수 있다. 상기 코어 입자 물질은 MaXb의 화학식을 갖는 화합물이며, 어기서 M은 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Mg, Cu, B 및 Si로부터 선택되는 금속이며; X는 질소, 탄소, 붕소, 황, 규소 및 산소로부터 선택되는 적어도 하나의 원소이다.  In a powdered embodiment, the core particle is one core particle material or a plurality of other core particles, for example selected from nitrides, carbides, carbon nitrides, borides, oxides, sulfides, silicates or diamonds of metals or metalloids. It may be a unique composite particulate material composed of a material. The core particle material is a compound having a chemical formula of M a X b , wherein M is selected from Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Mg, Cu, B and Si Metal; X is at least one element selected from nitrogen, carbon, boron, sulfur, silicon and oxygen.

화학식 MaXb의 문자 a와 b는 0보다 크고 14 이하인 정수이다. 그러한 화합물의 예는 TiN, TiCN, TiC, ZrC, ZrN, VC, VN, Al2O3, Si3N4, SiB6, SiAlCB, W2B5, AlN, AlMgB14, MoS2, MoSi2, Mo2B, 및 MO2B을 포함하고, 이들 화합물에 제한되지는 않는다. 또 다른 실시예에서, 상기 복수의 코어 입자는 다이아몬드, 등축정계 질화붕소화물 및 육방정계 질화붕소화물 및 이들의 혼합물 또는 위에서 언급한 물질의 어느 하나로부터 선택되는 적어도 하나의 입자를 포함한다.The letters a and b in the formula M a X b are integers greater than 0 and not more than 14. Examples of such compounds are TiN, TiCN, TiC, ZrC, ZrN, VC, VN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiB 6 , SiAlCB, W 2 B 5 , AlN, AlMgB 14 , MoS 2 , MoSi 2 , Mo 2 B, and MO 2 B, but are not limited to these compounds. In yet another embodiment, the plurality of core particles comprises at least one particle selected from diamond, equiaxed boron nitride and hexagonal boron nitride and mixtures thereof or any of the materials mentioned above.

여기에서 사용된 "선택되는"은 개개의 조성물질 또는 두개(또는 두개이상)의 조성물질의 조합을 의미한다.  예를 들어, X는 질소, 탄소, 붕소, 황, 규소 및 산소의 유일한 하나를 포함할 수 있고 또는 X는 이러한 조성물질의 어느 하나의 또는 전부의 혼합물을 포함할 수 있다.As used herein, "selected" means an individual composition or a combination of two (or two or more) compositions. For example, X may comprise only one of nitrogen, carbon, boron, sulfur, silicon and oxygen or X may comprise a mixture of any or all of these compositions.

또 다른 실시예에서, 다수의 입자는 WC, W2C, 공구강(tool steel), 유리질 또는 유리질이 제거된 나노스틸(nanosteel) 합금, 질화규소물, 또는 탄화탄탈륨(tantalum carbide)을 포함하는 중간층을 포함한다. 이러한 물질은 등축정계 질화붕소물보다 높은 파괴인성을 갖는다. 그러나, 중간층 물질은 코어 입자를 형성하는 물질 또는 금속 화합물과 결합할 수 있고 Fe, Co. Ni,Cu, Ti, Al, Mg, Li, Be, Ag, Au 및 Pt로부터 선택되는 금속과 결합을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 코어 입자를 포함하는 물질보다 또한 더 높은 상대파괴인성을 가질 필요가 있다.In another embodiment, the plurality of particles comprises an intermediate layer comprising WC, W 2 C, tool steel, glassy or glassy nanosteel alloy, silicon nitride, or tantalum carbide. Include. Such materials have higher fracture toughness than equiaxed boron nitride. However, the interlayer material can be combined with the metal compound or the material forming the core particles, and Fe, Co. In addition to being able to form bonds with metals selected from Ni, Cu, Ti, Al, Mg, Li, Be, Ag, Au and Pt, they also need to have higher relative fracture toughness than materials containing core particles. have.

일 실시예에서, 이에 제한 되지 않는, 코팅된 입자는 약 1000μm 보다 작은 평균 입자 크기를 갖는다. 또 다른 하나의 실시예에서, 코팅된 입자는 약 100μm 보다 작은 평균 입자크기를 가질 수 있고, 예를 들어 50μm보다 작은, 2μm 보다 작은, 예를 들어 1μm 보다 작은 평균 입자 크기를 가질 수 있다.  또 다른 실시예에 있어서, 코팅된 입자는 100 내지 1000nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.In one embodiment, but not limited to, the coated particles have an average particle size of less than about 1000 μm. In another embodiment, the coated particles may have an average particle size of less than about 100 μm and may have an average particle size of less than 2 μm, for example less than 1 μm, for example less than 50 μm. In yet another embodiment, the coated particles can have an average particle size of 100 to 1000 nm.

다른 실시예에서, 이에 제한되지 않는, 중간층은 소결 후에 코어 입자 직경의 5 내지 50%의 범위의 두께를 가질 수 있다. 중간층의 두께는 그로부터 만들어진 물품(article)의 기계적 물성에 영향을 준다. 일 실시예에 있어서, 코팅된 입자(그것 위에 중간층을 갖는 코어)가 평균자유경로방식을 이용하여 단면의 현미경사진에서 도표적으로 측정되는 평균입자 직경이 약 2μm 보다 작을 때, 소결된 물품(article)의 기계적 물성을 향상시키면서, 전위운동(dislocation movement)에 대한 저항력이 향상된다. 고전적인 기계적 접근을 사용할 때 조차, 유한 요소법 분석을 사용하여, 약 0.1 내지 약 0.4μm의 TiN 구를 둘러싸는 구 모양 껍질의 WC의 두께의 증가는 이론적 강인성을 40%이상 증가시킨다.   WC, TaC, W2C, 또는 WC 및 W2C 코팅이 약 150nm 이하로 감소할 때, 상 응력(image stress)은 유한 요소법 분석에 의하여 예측된 것 보다 훨씬 많이 파괴인성을 점진적으로 증가시키기 시작한다고 믿어진다. Acta Metallurgica,Vol. 33, No. 1, p. 59-69 (1985)에서 N. Louat가 이야기했듯이, 상 응력(image stresses)은 미세구조의 전위 미끄러짐(dislocation glide)에서 본질적인 뉴토니안 저항(intrinsic Newtonian resistance)으로 정의된다.In other embodiments, the interlayer, which is not limited thereto, may have a thickness in the range of 5-50% of the core particle diameter after sintering. The thickness of the intermediate layer affects the mechanical properties of the articles made therefrom. In one embodiment, the sintered article is formed when the coated particles (cores having an intermediate layer thereon) are less than about 2 μm in mean particle diameter, which are graphically measured in a micrograph of the cross section using the mean free path method. The resistance to dislocation movement is improved while improving the mechanical properties of c). Even when using the classical mechanical approach, using finite element analysis, an increase in the thickness of the WC of the spherical shell surrounding TiN spheres of about 0.1 to about 0.4 μm increases the theoretical toughness by more than 40%. When the WC, TaC, W 2 C, or WC and W 2 C coatings decrease below about 150 nm, image stress begins to gradually increase fracture toughness much more than predicted by finite element analysis. It is believed that Acta Metallurgica, Vol. 33, No. 1, p. As N. Louat said in 59-69 (1985), image stresses are defined as intrinsic Newtonian resistance in the dislocation glide of microstructures.

이러한 중간층은 화학증착, 물리증착, 플라즈마 증착, 레이저 클래딩(laser cladding) 또는 증착 공정(laser cladding or deposition process), 플라즈마 클래딩, 자기장 플라즈마 증착, 전기화학도금, 무전해도금, 스퍼터링(sputtering), 고체상합성 용액화학증착공정 및 이러한 공정의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 방법에 의해 증착 되어 만들어질 수 있다.Such intermediate layers may be chemically deposited, physically deposited, plasma deposited, laser cladding or deposition processes, plasma cladding, magnetic field plasma deposition, electrochemical plating, electroless plating, sputtering, solid phase It may be deposited by at least one method selected from a synthetic solution chemical vapor deposition process and a combination of these processes.

증착할 화합물(들), 증착된 화합물에 사용된 여러 가지 전구체, 상술한 바와 같은 층증착 방법, 코어입자화학, 중간층 두께, 및 코팅의 원하는 물성에 따른 일 실시예에서, 중간층은 20 내지 약 8000℃, 예를 들어 20 내지 125℃, 범위의 온도에서 증착될 수 있다. 다른 실시예에서, 중간층은 125 내지 1800℃, 1800 내지 약 8000℃, 또한, 예를 들어 200 내지 800℃의 범위의 온도에서 증착될 수 있다.In one embodiment, depending on the compound (s) to be deposited, the various precursors used in the deposited compound, the layer deposition method as described above, the core particle chemistry, the interlayer thickness, and the desired properties of the coating, the interlayer is from about 20 to about 8000. It may be deposited at a temperature in the range of 20 ° C to 125 ° C. In other embodiments, the intermediate layer may be deposited at a temperature in the range of # 125 to 1800 ° C, 1800 to about 8000 ° C, and for example 200 to 800 ° C.

또한, 다른 실시예에서, 중간층은 예를 들어, WC, TaC, W2C, or WC와 W2C로부터 선택되는 물질을 상기 물품(article)에 대해서 60 내지 98 중량% 포함 한다. 다른 실시예에서, 중간층은 예를 들어, WC, TaC, W2C, or WC와 W2C로부터 선택되는 물질을 상기 물품(article)에 대해서 10 내지 60 중량% 포함한다. 또 다른 실시예에서, 중간층은 WC, TaC, W2C, or WC와 W2C로부터 선택되는 물질을 상기 물품(article)에 대해서 5 내지 10 중량% 포함한다.In another embodiment, the interlayer also comprises, for example, from 60 to 98% by weight of the article, selected from WC, TaC, W 2 C, or WC and W 2 C. In another embodiment, the interlayer comprises, for example, WC, TaC, W 2 C, or a material selected from WC and W 2 C based on 10 to 60% by weight, based on the article. In yet another embodiment, the intermediate layer comprises 5 to 10 weight percent of the article selected from WC, TaC, W 2 C, or WC and W 2 C.

실시예에서, 다수의 코팅된 TCHP 입자는 예를 들어 연속적일 수 있는 외부 바인더에 의해 캡슐화 될 수 있다. 이러한 층은 제 2금속 화합물층의 외부표면에 증착되는 코발트, 니켈, 철, 이들의 혼합물, 이들의 합금 또는 이들의 금속간 화합물(intermetallic compounds)을 포함할 수 있다. 외층은 일반적으로 소결 후에 코 팅된 입자의 직경의 3 내지 12% 범위의 두께를 갖게 된다. 그러한 외층은 다른 금속, 세라믹, 바인더, 소결보조제 및 고분자 물질로부터 선택되는 적어도 하나의 층을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the plurality of coated TCHP particles may be encapsulated by an external binder, which may be continuous, for example. This layer may comprise cobalt, nickel, iron, mixtures thereof, alloys thereof or intermetallic compounds thereof deposited on the outer surface of the second metal compound layer. The outer layer will generally have a thickness in the range of 3 to 12% of the diameter of the coated particles after sintering. Such outer layers may further comprise at least one layer selected from other metals, ceramics, binders, sintering aids and polymeric materials.

외층은 화학증착, 물리증착, 플라즈마증착 레이저클래딩 또는 증착공정, 플라즈마클래딩, 전기장플라즈마 증착, 전기화학적도금, 무전해도금, 스퍼터링, 고체상합성, 또는 용액화학증착공정 및 이들의 조합인 방법들 중 적어도 하나에 의해 증착 될 수 있다. TCHP의 일 실시예에서, 상기 전술한 외층은 금속, 세라믹, 바인더, 소결보조제, 왁스, 또는 고분자물질로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함한다. 바인더, 소결보조제, 왁스, 또는 고분자물질의 경우에, 코팅은 50 내지 150℃의 범위에서 가열함 없이 또는 가열하여 혼합 또는 블렌딩(blending)의 방법으로 성취될 수 있다. The outer layer is at least one of chemical vapor deposition, physical vapor deposition, plasma deposition laser cladding or deposition process, plasma cladding, electric field plasma deposition, electrochemical plating, electroless plating, sputtering, solid phase synthesis, or solution chemical vapor deposition process and combinations thereof. Can be deposited by one. In one embodiment of the TCHP, the aforementioned outer layer comprises at least one compound selected from metals, ceramics, binders, sintering aids, waxes, or polymeric materials. In the case of binders, sintering aids, waxes, or polymeric materials, the coating can be accomplished by mixing or blending with or without heating in the range of < RTI ID = 0.0 > 50-150 C. < / RTI >

TCHP 코팅층은 가장 일반적인 CVD와 같이 다양한 공정을 이용하여 넓은 온도 범위에서 증착 될 수 있다. CVD 코팅 증착을 위한 가장 보편적인 온도 범위는 200 내지 800℃이다. 그러나 더욱 더 높은 온도(1800 내지 약 8000℃)는 플라즈마 증착, 자기장 플라즈마 증착, 펄스레이저 증착(pulsed laser deposition) 및 전기아크디스차아지(electric arc discharge)와 같은 공정에 대하여 전형적이다. 또한, 더 낮은 온도 (20 내지 200℃)는 졸겔 용액화학(sol-gel solution chemistry), 전기화학 및 무전해 증착에 있어서 전형적이다. TCHP coatings can be deposited over a wide temperature range using a variety of processes, such as the most common CVD. The most common temperature range for CVD coating deposition is 200 to 800 ° C. However, even higher temperatures (1800 to about 8000 ° C.) are typical for processes such as plasma deposition, magnetic field plasma deposition, pulsed laser deposition and electric arc discharge. Lower temperatures (20-200 ° C.) are also typical for sol-gel solution chemistry, electrochemistry and electroless deposition.

중간층에서와 같이, 여러 가지 외층의 실시예는 증착될 화합물(들), 증착된 화합물에 사용되는 여러 가지 전구체, 상술한 층 증착방법, 코어입자 화학, 중간층 두께 및 원하는 코팅의 물성에 따라 다른 온도에서 증착 되므로, 외층은 20 내지 650℃의 온도 범위에서 증착될 수 있다.  일 실시예에서, 외층은 예를 들어 20 내지 125℃의 온도범위에서 증착된다.  다른 실시예에서 외층은 예를 들어 125 내지 650℃의 온도범위에서 증착된다.  또 다른 실시예에서 외층은 예를 들어 200 내지 550℃의 범위일 수 있는 온도에서 증착된다.As with the interlayer, embodiments of the various outer layers may be prepared at different temperatures depending on the compound (s) to be deposited, the various precursors used in the deposited compounds, the above-described layer deposition methods, core particle chemistry, interlayer thickness, and desired coating properties. Since it is deposited in, the outer layer can be deposited in a temperature range of 20 to 650 ℃. In one embodiment, the outer layer is deposited at a temperature range of, for example, 20 to 125 ° C. In another embodiment the outer layer is deposited at a temperature range of, for example, 125 to 650 ° C. In another embodiment the outer layer is deposited at a temperature that may range from 200 to 550 ° C., for example.

기술했듯이, 소결 후에 입자의 외층은 보통 코팅된 입자의 직경의 3 내지 12% 의 범위의 두께를 갖는다.  외층의 두께는 외부의 바인더층을 통하여 가까이의 이웃한 중간층으로 전달되는 하나의 코팅된 입자에서의 전위(dislocations)와 관련된 응력장(strain fields)을 허락할 수 있다.As described, the outer layer of particles after sintering usually has a thickness in the range of 3 to 12% of the diameter of the coated particles. The thickness of the outer layer may allow stress fields associated with dislocations in one coated particle to be transferred to an adjacent neighboring intermediate layer through an outer binder layer.

일 실시예에서, 외층은 예를들어 물품(article)의 45중량%, 예를 들어 물품(article)의 0.5 내지 3.0중량%, 를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 외층은 물품(article)의 3.0 내지 18중량%를 포함하고, 또 다른 실시예에서, 외층은 물품(article)의 8 내지 45 중량%를 포함한다. In one embodiment, the outer layer comprises, for example, 45% by weight of the article, for example 0.5-3.0% by weight of the article. In yet another embodiment, the outer layer comprises 3.0 to 18% by weight of the article, and in yet another embodiment, the outer layer comprises 8 to 45% by weight of the article.

코어입자, 중간층 및 외층의 조합은 예를 들어 약 1μm이하의 평균입자크기를 갖는 코팅된 입자를 형성할 수 있다.The combination of core particles, intermediate layer and outer layer can form coated particles having an average particle size of about 1 μm or less, for example.

상기한 분말을 이용하여, 위에서 기술한 복수의 코어 입자 화합물 또는 요소를 갖는 복수의 소결된 TCHP 코팅된 복합 입자 변수를 포함하는 소결된 TCHP실시예는 입자 중간 코팅과 바인더 층으로 구성된 높은 파괴인성을 갖는 일반적인 연속된 미세 구조에서 동시에 존재하도록 설계될 수 있다. TCHP계에 독특한 물성의 조합을 갖는 다양한 물성을 주는 것은 바로 30개 이상의 다른 코어입자 화합물 및 요소 의 조합과 편성 때문이다,Using the above-described powders, a sintered TCHP embodiment comprising a plurality of sintered TCHP coated composite particle parameters having a plurality of core particle compounds or ureas described above has a high fracture toughness composed of a particle intermediate coating and a binder layer. It can be designed to be present at the same time in a conventional microcontinuous microstructure. It is because of the combination and combination of more than 30 different core particle compounds and urea that give the TCHP system a variety of properties with unique combinations of properties.

일반적으로 TCHP는 궁극적으로 물품(article) 성형되거나 또는 물품(article)상에 피복(clad)된다. 성형된 TCHP 물품(article)은 최대의 내마모성과 높은 강인성을 요구되는 것과 같이 여러 가지 응용을 위하여 설계된다. 그들의 성형된 실시예에서, TCHPs는 통합된 하나로 소결된 다양한 조합의 TCHP 코팅된 입자를 본질적으로 포함하는 고유한 물질부류이다. 실시예에서, TCHP코팅된 입자는 액상소결을 이용하는 물품(article)으로 소결된다. 일 실시예에서, 상기 물품(article)은 코발트를 바인더상으로 이용하여 액상소결 된다. 다른 실시예에서, 니켈, 또는 철, 또는 코발트, 니켈 및 철의 합금은 바인더로써 이용될 수 있다. 이러한 소결공정 동안 성형은 주로 모세관현상으로부터 발생할 수 있다.In general, TCHP is ultimately molded into an article or clad on an article. Molded TCHP articles are designed for a variety of applications, such as requiring maximum wear resistance and high toughness. In their shaped embodiments, TCHPs are a unique class of materials that essentially comprise various combinations of TCHP coated particles sintered into one integrated. In an embodiment, the TCHP coated particles are sintered into an article using liquid phase sintering. In one embodiment, the article is liquid sintered using cobalt as a binder phase. In another embodiment, nickel or iron or alloys of cobalt, nickel and iron may be used as the binder. Molding during this sintering process can occur mainly from capillary action.

TCHPs의 액상소결은 수 개의 요소에 의하여 촉진될 수 있다. 하나의 요소는 본질적으로 분말을 전체적으로 싸고 있는 외층을 포함하는 물질의 균일한 분포이다. 이러한 물질의 분포를 기술할 목적으로, “균일한” (uniform)은 외층물질이 소결되지 않은 압축한 분말의 몸체를 전체적으로 균일하게(evenly) 분포한 입자의 중간층의 표면상의 외층을 의미한다. 실시예에서, 이러한 균일한 분포는 원하는 Co:WC 비율로 아주 인접하게 WC코팅된 TCHP 입자의 표면을 캡슐화 하기 위하여 코팅하는 동안 코발트(또는 입자상의 외층을 포함하는 다른 물질)원자무리(atom-by-atom)를 첨가함으로써 얻어질 수 있다. 이것은 원하는 Co:WC 비율이 TCHP 입자 위에 그리고 분말을 전체적으로 균일하게 분포할 때까지 계속된다. TCHP의 이러한 특징은, 예를 들어 (a)코어입자를 바인더에 의하여 용해되지 않도록 보호하고, (b) 연속된 인성을 주는 구조를 제공하는 것과 같이, 많은 다른 목적의 TCHP 조성물을 적합하게 적응되도록 조건을 허락한다. WC 조직 성장의 위험 및 강도의 손실 없이 높은 외부압력의 요구를 낮추는 반면, 기존의 WC-Co물질의 소결온도보다 더 높은 소결온도가 요구된다. 또한, Co의 분포가 균일할수록 미세구조적 일관성과 내마모성상 코어 입자의 균일한 분포는 더욱 우수하다. 이러한 결과의 TCHP의 균일한 미세구조는 보다 높은 미세구조적 완전성을 갖는다. 그 결과, 구조적 결함을 더욱 낮추고, 더 우수하고 더욱 일관적인 물성을 제공하며, 이와 더불어 성능을 증가시킨다.   Liquid phase sintering of TCHPs can be facilitated by several factors. One element is essentially a uniform distribution of the material including the outer layer which encloses the powder as a whole. For the purpose of describing the distribution of these substances, "uniform" means the outer layer on the surface of the intermediate layer of particles which evenly distributes the body of the compacted powder in which the outer layer material is not sintered as a whole. In an embodiment, this uniform distribution is atom-by cobalt (or other material comprising a particulate outer layer) during coating to encapsulate the surface of WC-coated TCHP particles in close proximity to the desired Co: WC ratio. -atom). This continues until the desired Co: WC ratio is evenly distributed over the TCHP particles and throughout the powder. This feature of the TCHP is adapted to suitably accommodate many other purposes of the TCHP composition, such as (a) protecting the core particles from dissolving by the binder, and (b) providing a structure giving continuous toughness. Allow the condition. While lowering the demand for high external pressure without risk of WC tissue growth and loss of strength, higher sintering temperatures are required than those of conventional WC-Co materials. In addition, the more uniform the distribution of Co, the better the uniform distribution of the core particles with microstructural consistency and wear resistance. The uniform microstructure of TCHP of this result has higher microstructural integrity. The result is lower structural defects, better and more consistent properties, and increased performance.

실시예에서, 소결은 외층, 중간층, 또는 외층과 중간층에서 액상을 얻기에 충분한, 예를 들어, 코어입자 부피를 포함하지 않고 상기층의 99.5부피%이하, 또 예를 들어 70부피%이하, 또 다른 예를 들어 45부피%이하, 온도 및/또는 성형압력, 시간 동안 일어날 수 있다.In an embodiment, sintering is sufficient to obtain a liquid phase in the outer layer, the intermediate layer, or the outer layer and the intermediate layer, for example, containing no volume of core particles, up to 99.5% by volume of the layer, for example up to 70% by volume, and Other examples may occur for up to 45% by volume, temperature and / or molding pressure, time.

실시예에서, 소결온도는 600 내지 약 8000℃의 범위일 수 있다. 일 실시예에서, 소결온도는 600 내지 1700℃의 범위일 수 있으며, 예를 들어 1250 내지 1700℃일 수도 있다. 또 다른 실시예에 의하면, 소결온도는, 예를 들어, 1700 내지 약 8000℃일 수도 있다.In an embodiment, the sintering temperature may range from 600 to about 8000 ° C. In one embodiment, the sintering temperature may range from 600 to 1700 ° C., for example 1250 to 1700 ° C. According to another embodiment, the sintering temperature may be, for example, 1700 to about 8000 ° C.

이에 한정되지 않는 일 실시예에 의하면, 소결온도는, 예를 들면, 600 내지 1700℃일 수 있으며, 상기 액체상은 코어 입자부피를 포함하지 않고 상기 층의 6 내지 44부피%의 범위일 수 있다.According to one embodiment, which is not limited thereto, the sintering temperature may be, for example, 600 to 1700 ° C., and the liquid phase may include 6 to 44% by volume of the layer without including the core particle volume.

일반적으로 TCHP성형은 절대기압 0보다 큰 압력에서, 예를 들면 절대기압 0 내지 대기압의 범위에서 일어난다.In general, TCHP molding occurs at pressures greater than zero, for example in the range of zero to atmospheric pressure.

전형적으로 “진공”소결압력은 1-760 토르(torr) (760 torr=1 기압)의 범위에서 일어나고, 이것은 통상적으로 “무압력”(pressureless)소결이라고 부른다. 이 경우, 대기압보다 낮은 압력의 이용은 보통 두가지 목적인 소결공정 동안 사용되는 다양한 온도 범위에서 화학 반응속도의 조절과 물리적 공정의 조절하기 위함이다. 기체는 질소, 아르곤, 헬륨, 수소, 네온, 크립톤, 크세논, 메탄, 아세틸렌, 일산화탄소, 이산화탄소 및 이들의 혼합물과 관련된 화합물을 포함하나 이에 한정하는 것은 아니다. Typically, the "vacuum" sintering pressure occurs in the range of 1-760 torr (760 torr = 1 atm), which is commonly referred to as "pressureless" sintering. In this case, the use of pressures below atmospheric pressure is intended to control the chemical reaction rate and the physical process at various temperature ranges used during the sintering process, which are usually two purposes. Gases include, but are not limited to, compounds associated with nitrogen, argon, helium, hydrogen, neon, krypton, xenon, methane, acetylene, carbon monoxide, carbon dioxide, and mixtures thereof.

무압력 소결은, 냉간정수압성형(cold isostatic pressing, CIP)과 같은 냉각 또는 온난 압축공정(cold or warm compacting processes)동안 예소결(pre-fired, 성형(green))물품을 형성하지 않는 소결 온도에서의 소결 또는 성형을 의미한다. 압축공정 동안 외부의 성형압력은 일반적으로 성형(green) 물품(article)을 형성하기에 충분한 정도로 가해진다. 소결이 냉각 또는 온난 압축공정 동안 일어나지 않는 것은 당해 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 자에게 명확하다.Pressureless sintering is performed at sintering temperatures that do not form pre-fired (green) articles during cold or warm compacting processes such as cold isostatic pressing (CIP). Sintering or molding. External molding pressure is generally applied to the extent sufficient to form a green article during the compression process. It is apparent to one of ordinary skill in the art that sintering does not occur during cooling or warm compression processes.

여기에서 기술된 상기 TCHP로부터 형성된 물품(article)에 성형강도(green strength)를 부가하기 위해 일반적으로 사용되는 바인더는 파라핀왁스, 스테아르산, 에틸렌비스-스테아르아마이드(EBS), 가소제(예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌 글릴콜, 또는 합성수지) 및 이와 유사한 유기 화합물을 포함하나, 이에 한정하는 것은 아니다.Binders commonly used to add green strength to articles formed from the TCHP described herein include paraffin wax, stearic acid, ethylenebis-stearic acid (EBS), plasticizers (eg, Polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, or synthetic resin) and similar organic compounds, but is not limited thereto.

TiN, ZrN 및 HfN를 포함하나 이에 한정되는 것은 아닌 질화물과 같은 TCHP 코어 분말은 질소를 방출함에 의하여 높은 소결온도에서 반응한다. 질소의 유리는 Ti 원소를 자유롭게 하며, Ti는 TCHP 의 기계적 성질에 유해한 비화학양론적 조건을 발생시키는 탄소의 WC 코팅을 방지 할 수 있다. 대기압보다 낮은 기압의 이용을 통하여 방지되거나 향상될 수 있는 화학적TCHP반응은 산화반응과 환원반응(탈탄소반응, 탈산소반응, 탈질소반응, 가스방출, 또는 코어분말 또는 코팅에서의 여러 가지 조성물질의 화학적 분해)을 포함한다. 이러한 산화와 환원반응의 조절은 소결된 부분의 견고함과 더 나아가서 고밀도화에 있어서 도움을 주는 안정화공정을 위하여 바람직하다. TCHP core powders, such as but not limited to TiN, ZrN and HfN, nitrides react at high sintering temperatures by releasing nitrogen. Nitrogen frees the Ti element and Ti prevents the WC coating of carbon, which creates nonstoichiometric conditions that are detrimental to the mechanical properties of TCHP. Chemical TCHP reactions, which can be prevented or enhanced through the use of atmospheric pressures below atmospheric pressure, include oxidation and reduction reactions (decarbonization, deoxygenation, denitrogenation, gas release, or various compositions in the core powder or coating). Chemical decomposition). The control of the oxidation and reduction reactions is desirable for the stabilization of the sintered part and furthermore, to aid in densification.

다소의 TCHP 코어입자는 매우 불규칙하게 정형화되고, 용해에 의하여 둥글게 되지 않기 때문에 성형시 윤활유의 사용을 필요로 할 수 있다. 또한, 박막의 WC와 Co TCHP 코팅은 공기중의 산소와 수분으로부터 보호를 필요로 하기 때문에 부가적인 고분자 보호 코팅을 필요로 할 수 있다. 대기압보다 낮은 압력의 이용을 통하여 조절될 수 있는 물리적인 TCHP공정의 예는 고분자 물질의 전달(즉 분리 또는 비윤활(debinding or delubing)속도), 휘발속도, 열전달 속도, 및 가능한 조성 물질의 열분해를 포함한다.Some TCHP core particles may be very irregularly shaped and not rounded by dissolution, thus requiring the use of lubricating oils in molding. In addition, WC and Co TCHP coatings of thin films may require additional polymeric protective coatings because they require protection from oxygen and moisture in the air. Examples of physical TCHP processes that can be controlled through the use of subatmospheric pressures include the delivery of polymeric materials (ie, the rate of debinding or delubing), the rate of volatilization, the rate of heat transfer, and the thermal decomposition of possible compositional materials. Include.

고분자 물질은 변하기 쉬운 바인더와 윤활유와 같이 TCHP응용에서 보호 캡슐화를 위하고, 보존기간의 향상을 위하여 사용되며, 예로는 파라핀 왁스, 스테아릭산, 에틸렌비스-스테아르아마이드(EBS), 가소제(폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌글리콜, 또는 합성수지), 및 유사한 관련된 유기화합물을 포함한다.Polymeric materials are used for protective encapsulation in TCHP applications, such as variable binders and lubricants, and for improved shelf life, such as paraffin wax, stearic acid, ethylenebis-stearic acid (EBS), and plasticizers (polyvinyl alcohol). , Polyethylene glycol, or synthetic resins), and similar related organic compounds.

대기압 이하의 압력은 일반적으로 성형 목적으로 이용되지 않는다. 대기압 이상의 절대압력의 목적은 PM 부분을 성형하는 것이다. 그러나, 대기압 이상의 가스압력은 또한 위에서 기술한 화학반응의 조절도 할 수 있다.Pressures below atmospheric pressure are generally not used for molding purposes. The purpose of absolute pressure above atmospheric pressure is to mold the PM part. However, gas pressures above atmospheric pressure can also control the chemical reactions described above.

외층 또는 중간층의 액체상태의 부피는 예를 들어 소결온도, 소결압력 및 바인더 물질 함량으로부터 선택된 적어도 하나의 변수를 증가시킴에 의하여 증가할 수 있다. 바인더 물질의 예는 코발트이며, 이에 제한 되지 않는다.The volume of the liquid phase of the outer or intermediate layers can be increased by increasing at least one variable selected from, for example, the sintering temperature, the sintering pressure and the binder material content. An example of a binder material is cobalt, but is not limited thereto.

전체의 TCHP 물체에 국지적으로 및 전체적으로 Co의 균일한 분포는 물질 전달과 TCHP 고밀도화를 위한 액체상의 총량을 얻기 위하여 필요한 1275℃ 공융점 이상으로 소결온도의 증가를 허락함에 의하여 높은 외부 압력에 대한 필요를 감소시킨다. The uniform distribution of Co locally and throughout the entire TCHP object eliminates the need for high external pressures by allowing an increase in sintering temperature above the 1275 ° C eutectic point necessary to obtain the total amount of liquid phase for mass transfer and TCHP densification. Decrease.

TCHP의 소결에서, 공융점 이하의 온도에서조차 WC상에 코발트 층의 접촉각(wetting angle)은 작고, 예를 들어, 0일 수도 있다. 일 실시예에서, WC층상에 직접적으로 코팅된 TCHP에 있어서의 코발트는 WC코팅을 접촉하고 감싸기 위하여 대단히 짧은 거리를 단지 이동하는 것을 필요로 한다.  TCHP를 가열하는 동안 각각의 WC 층에서 외층의 원자들은 처음에 확산되고 후에 외부 Co층으로 용해된다. WC 층은 외부로부터 내부로 균일하게 용해된다. TCHP에서 이러한 층은 열역학적 평형을 이루며, 물론 매우 감소된 코발트 이동성을 갖는 액체상을 얻는다.In the sintering of TCHP, the wetting angle of the cobalt layer on the WC even at temperatures below the eutectic point is small and may be zero, for example. In one embodiment, cobalt in TCHP coated directly on the WC layer only needs to travel a very short distance to contact and wrap the WC coating. During heating of TCHP, the atoms of the outer layer in each WC layer initially diffuse and later dissolve into the outer Co layer. The WC layer dissolves uniformly from outside to inside. In TCHP this layer is in thermodynamic equilibrium and of course obtains a liquid phase with very reduced cobalt mobility.

실시예에서, 코발트는 코팅을 코어입자로 관통시키지 않는다. 예를 들어 툴인서트(tool inserts)와 다른 물품(article) 상에 CVD 코팅의 일반적으로 아주 밀 접한 WC(1-x)코팅표면구조가 제공될 수 있다. 증착온도에서 CVD-증착된 WC(1-x) 다결정(CVD-deposited WC (1-x)polycrystals)은 기존의 제분된 WC-Co 입자에서 발견된 것보다 보다 수 백배(two orders of magnitude) 더 작을 수 있고 더 단단하게 압축될 수 있다. 상기 WC(1-x)코팅을 화학 양론으로 탄화하는 동안, 코팅 다결정 내에 조직 성장이 있다(탄화온도에 따라). 그러나 이러한 코발트의 다결정으로의 가까운 근접은 코팅 다결정이 WC 코팅주위에서 균일하게 용해될 수 있도록 하고, 상기 평형은 조직성장을 제한할 수 있다. 도 3및 4에서, 다결정은 기존의 제분된 WC-Co 다결정보다 수 십배(one order of magnitude) 더 작은 크기임을 소결후에 WC 코팅구조에서 나타내고 있다. 다른 실시예에 의하면, 약 1μm의 조직성장은 현저한 Co-풀(Co-pooling) 지역에서 일어날 수 있다.In an embodiment, cobalt does not penetrate the coating into the core particles. For example, generally very close WC (1-x) coating surfaces of CVD coatings can be provided on tool inserts and other articles. CVD- deposited at a deposition temperature of WC (1-x) poly (CVD-deposited WC (1-x) polycrystals) can be hundred times more (two orders of magnitude) more than what is found in conventional milled WC-Co particles It can be small and can be compressed harder. During stoichiometric carbonization of the WC (1-x) coating, there is tissue growth in the coating polycrystal (depending on the carbonization temperature). However, this close proximity of the cobalt to the polycrystal allows the coated polycrystal to dissolve uniformly around the WC coating, and the equilibrium may limit tissue growth. 3 and 4, the polycrystals are shown in the WC coating structure after sintering to be one order of magnitude smaller in size than conventional milled WC-Co polycrystals. In another embodiment, about 1 μm tissue growth may occur in significant Co-pooling areas.

Co 공격에 대한 TCHP WC 코팅의 차단성은 적어도 부분적으로 아래의 설명에 의할 수 있다. TCHP에서 WC 및 Co가 기존의 경질금속 블렌드에서 WC와 Co같이 화학적이며 본질적으로 거동할 것임이 자명하다. WC-Co의 상평형도(도 5)를 평가함에 의하여, 1500℃에서 94중량% WC-6중량% Co의 코팅 조성을 갖는 입자(75 중량%)WC 코팅의 50부피%로 구성되는 전형적인 TCHP 타켓기질을 소결하는 동안, 상기 WC 코팅 (즉 최초의 50부피% WC 코팅의 92.7% )의 87.1중량%가 TCHP 코어 입자위에 TCHP 코팅에서 보호하는 고체 WC로서 존재한다.  WC 코팅은 외부로부터 내부로 용해되기 때문에, 남아있는 고체 WC는 상기 목적된 코어-보호 및 구조적 코팅으로써 단지 존재할 수 있다.The barrier of TCHP WC coatings to Co attack can be at least partially described below. It is obvious that WC and Co in TCHP will be chemically and essentially behaving like WC and Co in existing hard metal blends. By evaluating the phase equilibrium of the WC-Co (FIG. 5), a typical TCHP target consisting of 50% by volume of particles (75% by weight) WC coating having a coating composition of 94% by weight WC-6% by weight Co at 1500 ° C. During sintering of the substrate, 87.1% by weight of the WC coating (ie 92.7% of the original 50% by volume WC coating) is present as a solid WC protecting the TCHP coating on the TCHP core particles. Since the WC coating dissolves from the outside to the inside, the remaining solid WCs can only be present as the desired core-protective and structural coatings.

코발트가 연화되고 액상에 근접하게 될 때, 약간의 입자 재정렬이 예상되나, 재정렬만으로는 충분한 고밀도화를 제공하기에 불충분하고, 따라서 추가적인 WC가 액화되어야만 한다. 고밀도화는 액상의 매우 낮은 부피만을 가지고 획득될 수 있다. 액상 Co는 거의 완전히 모든 WC표면을 따라, 풀이나 경사 없이 TCHP에서 균일하게 분포하기 때문에, 아주 낮은 부피의 액체 Co 바인더가 액상소결의 중요한 부분을 제공할 수 있다. WC의 용해는 액상소결의 나머지 부분을 제공해야만 한다고 믿어진다.When cobalt softens and approaches liquid phase, some particle rearrangement is expected, but rearrangement alone is insufficient to provide sufficient densification, so additional WC must be liquefied. Densification can be achieved with only very low volumes of liquid phase. Since liquid Co is uniformly distributed in TCHP without grass or slope, along almost all WC surfaces of the weaver, very low volume liquid Co binders can provide an important part of liquid sintering. It is believed that the dissolution of WC should provide the remainder of liquid phase sintering.

상술한 바와 같이, 코어입자 주위의 용해되지 않는 보호 및 구조 층을 떠날 때 TCHP 입자의WC 코팅은 일반적으로 외부로부터 용해되고, 속도론적으로 이동하는 구멍 및 틈새의 충전물질로써 상기한 존재하는 입자코팅을 강화하기 위하여 재침전되고 응집된다. 여기서 사용하듯이 “틈새충전제”(interstitial filler)는 인접한 입자 사이의 틈새(작은 공간)를 채우는 물질을 의미한다. Co 바인더에서 WC 코팅층의 부분적 용해만으로 고밀도화, WC 재침전화/재결정화 및 연속된 TCHP의 완전한 미세 구조 매트릭스를 생성할 수 있다. 유일하게 요구되는 Co 및 WC 이동성은 코팅된 코어입자 간의 틈새를 채우는 물질을 이동시키기 위하여 필요한 것이다.  As noted above, when leaving the insoluble protective and structural layer around the core particles, the WC coating of TCHP particles generally dissolves from the outside and is present in the particle coating described above as a filling material for kinetic moving pores and gaps. It is reprecipitated and flocculates to strengthen it. As used herein, "interstitial filler" means a material that fills the gaps (small spaces) between adjacent particles. Only partial dissolution of the WC coating layer in the Co binder can produce a complete microstructured matrix of densification, WC reprecipitation / recrystallization and continuous TCHP. The only required Co and WC mobility is what is needed to move the material that fills the gap between the coated core particles.

이론적으로, 용매에서 용질의 용해를 증가하기 위한 적어도 세 개의 방법이 있다: (1) 용매양의 증가(일 실시예에서 Co:WC 중량% 비율), (2) 용매와 용질의 온도의 증가, 및 (3) 용매와 용질에 대한 압력의 감소. 실제로, TCHPs를 소결하는 동안 액상의 양을 증가시키는 단지 두가지 방법이 있다.  먼저, 이 두방법이 기술된다. In theory, there are at least three ways to increase the dissolution of the solute in the solvent: (1) increasing the amount of solvent (in one embodiment, Co: WC weight percent ratio), (2) increasing the temperature of the solvent and solute, And (3) reduction of pressure on solvents and solutes. In practice, there are only two ways to increase the amount of liquid phase during sintering of TCHPs. First, these two methods are described.

다수의 코어입자는, 예를 들어, 전위금속 탄화물 및 질화물, 코발트, 니켈 및 다른 바인더와 화학적으로 상호작용할 것이다. 이러한 코어입자는 “가용성 코어”(soluble core) 군 입자로서 명명된다. 증가하는 온도에 대하여, 비록 TCHP 소결온도가 LPS에 대한 필요한 양의 액상을 충분히 제공할 만큼 상당히 증가하더라도, 두꺼운 WC 층 (LPS-a thick WC layer)이 여전히 존재하여 코발트에 의한 공격으로부터 “가용성 코어”군 입자를 보호할 것이다. 조직성장을 최소화하면서 충분한 밀도를 얻기 위하여 필요한 부가적인 액상(윤활유 + 틈새 충전제 + 모세관 유인물질)에 필요한 만큼 높게 온도를 증가시키는 것이 가능해야만 한다. Many core particles will, for example, chemically interact with potential metal carbides and nitrides, cobalt, nickel and other binders. Such core particles are named as "soluble core" group particles. For increasing temperatures, even though the TCHP sintering temperature increases significantly enough to provide the required amount of liquid phase for the LPS, there is still a LPS-a thick WC layer that prevents cobalt from attacking “soluble cores”. 'Will protect the group particles. It should be possible to increase the temperature as high as necessary for the additional liquid phase (lubricant + crevice filler + capillary attractant) needed to achieve sufficient density while minimizing tissue growth.

예를 들어, 일 실시예에서, 상기 WC 및 TiN의 동일한 부피%를 갖는 1μm의 코어 TCHP, TiN 입자처럼, 초기의 WC 코팅(구형 모델, spherical model)은 거의 129nm 두께이고 전체입자의 약 75 중량%를 포함할 것이다. 1500℃에서 WC의 용해는 단지 7.9 nm, 약 6%의 코팅두께를 제거하고, 즉 121 nm, 약 최초 코팅두께의 94%는 코어입자 보호, 코어입자간 거리의 균일성 및 구조적인 인성을 위하여 남게 될 것이다.For example, in one embodiment, like the 1 μm core TCHP, TiN particles having the same volume percent of WC and TiN, the initial WC coating (spherical model) is nearly 129 nm thick and about 75 weight of the total particles. Will contain%. Dissolution of WC at 1500 ° C. removes only 7.9 nm, about 6% of the coating thickness, ie 121 nm, about 94% of the original coating thickness, for core particle protection, uniformity of distance between core particles and structural toughness. Will remain.

TCHP의 이러한 특징 때문에, 코발트 층 두께의 증가시킴으로써 바인더상 용매의 양의 증가시키는 것은 여기서 기술하는 방법에 따라 사용될 수 있는 또 다른 소결 방법이다. 예를 들어, WC-Co 소결에서 관습적인 것보다 높은 코발트 함량 백분율의 증가는 TCHP에 대한 필요한 용해, 모세관 현상, WC 속도론 및 고밀도화를 제공하는 방법으로써 실행할 수 있다. 내마모성은 상기 코어입자에 의하여 제공되기 때문에, TCHP에서 WC는 고성능을 갖도록 하는 기질물질로서 우선적으로 존재한 다. 냉각 후에 동시에 파괴인성을 증가시키는 동안, 부가된 코발트는 따라서 소결 동안 액상에 더해질 것이다.Because of this feature of TCHP, increasing the amount of binder phase solvent by increasing the cobalt layer thickness is another sintering method that can be used according to the methods described herein. For example, an increase in the cobalt content percentage higher than conventional in WC-Co sintering can be accomplished by a method that provides the necessary dissolution, capillary action, WC kinetics and densification for TCHP. Since abrasion resistance is provided by the core particles, WC in TCHP is primarily present as a substrate material to have high performance. While simultaneously increasing fracture toughness after cooling, the added cobalt will therefore be added to the liquid phase during sintering.

소결은 소결압박(sintering press), 진공, 분말사출성형(injection molding), 가소압출 (plastified extrusion), 핫프레스(hot press), 열간정수압성형(hot isostatic press, HIP), 소결-HIP(sinter-HIP), sintering furnace, 레이저 클래딩 공정(laser cladding process), 플라즈마 클래딩(plasma cladding), 고속 화염용사법(high velocity oxygen-fueled, HVOF), 스파크플라즈마 소결(spark plasma sintering), 압력 플라즈마소결(pressure plasma sintering), 압력-전달매개(pressure-transmission medium), 동력학/폭발압축화(dynamic/explosive compaction), 소결연마(sinter forge), 고속 원형화(rapid prototyping), 전자빔(electron beam), 및 전기아크(electric arc)로부터 선택된 공정에서 일어날 수 있다.Sintering can be performed by sintering press, vacuum, injection molding, plastic extrusion, hot press, hot isostatic press (HIP), sinter-HIP HIP, sintering furnace, laser cladding process, plasma cladding, high velocity oxygen-fueled (HVOF), spark plasma sintering, pressure plasma sintering sintering, pressure-transmission medium, dynamic / explosive compaction, sinter forge, rapid prototyping, electron beam, and electric arc may occur in a process selected from an electric arc.

TCHP에서 상기 WC 코팅은 상기 코어입자를 보호한다. 첫째로, 소결동안, 특별히 “가용성 코어”군에서, 상기 WC코팅은 바인더 금속에 의하여 용해로부터 코어입자를 보호할 수 있고, 예를들어 TiN, ZrN, NbC에 의하여 해로운 오염으로부터 기질을 또한 보호할 수 있다. 상기 높은 내마모성 TCHP코어 입자는 WC-Co 지지기질(WC-Co support matrix)을 소결후 마모로부터 보호하고, 지지기질은 파괴와 풀아웃(fracture and pullout)으로부터 깨지기 쉬운 상을 보호한다. 도 2는 전형적인 TCHP 물질의 소결된 미세구조를 나타낸다.The WC coating in TCHP protects the core particles. Firstly, during sintering, especially in the “soluble core” group, the WC coating can protect the core particles from dissolution by binder metal, and also protect the substrate from harmful contamination by, for example, TiN, ZrN, NbC. Can be. The high wear resistant TCHP core particles protect the WC-Co support matrix from abrasion after sintering, and the support substrate protects the fragile phase from fracture and pullout. 2 shows the sintered microstructure of a typical TCHP material.

작은 경질 코어입자 크기와 조직 사이의 1μm 이하의 얇은 코발트띠에 의하 여 분리된 고성능을 갖는 나노 스케일의 쉘을 갖는 상기TCHP 구조는, 예를 들어, 탄성, 경도, 인성 및 강도를 향상시킨다. 낮은 경도의 물질(코발트와 같은)을 갖는 제한되지 않는 일 실시예에서, 표면 가까이에서의 전위로부터 상 응력의 복합재료의 물성은 연마 복합재료에서 가능한 것보다 더 높다. The TCHP structure having a nanoscale shell with high performance separated by a small hard core particle size and a thin cobalt band of less than 1 μm between tissues, for example, improves elasticity, hardness, toughness and strength. In one non-limiting embodiment having a low hardness material (such as cobalt), the physical properties of the composite of phase stresses from dislocations near the surface are higher than are possible with abrasive composites.

여기에서 기술된 방법에 의하면, TCHP는 예를 들어 인성, 강도, 낮은 마찰계수 및 경도와 같은 물성의 적정한 균형을 제공하도록 설계될 수 있는 소결 가능한 금속미립자 물질을 제공한다. 이에 제한되지 않는 일 실시예에서, TCHP's로부터 제조된 틀(dies) 및 다른 공구(tooling)에서 관찰될 수 있는 개선점을 조작하는 것은, 예를 들어, (a) 감소된 열, 마모 및 마멸을 제공하고, 공정전력과 외부윤활유의 보조적 사용의 요구가 보다 적고, 이로 인해 길어진 공구수명과 나은 공정제어를 할 수 있도록 제품과 공구간의 인터페이스에서 낮은 마찰계수; (b) 끈적거림과 확산의 감소, 프랭크(flank)의 감소, 또는 틀마모(die wear)의 감소시키고, 그로 인해 제도형판의 수명연장을 시킬 수 있도록 철과의 낮은 반응성; 및 (c) 상기 입자상의 강인하고 강도 있는 코팅재료(즉 WC)는 공구에 알맞은 다공질의 유연한 거시구조를 형성하는 반면, 경질 미립자 코어(예로서TiN)을 위한 표면 적합과 단단하게 결합된 보호막을 제공하고, 그들을 제 위치에 유지하고, 적정한 노출과 내마모 공구 표면에 경질상보존을 허락하는 소결된 공구의 미세구조이다. Ti-Co-WC 합금은 입자들 간에 존재하는 바인더 강도를 극히 낮추고 바인더 자체는 인성과 블렌딩 강도의 수준을 낮추며, 여기에서 강도를 주기 위하여 소결된 물품(article)은 전체적으로 코팅되며, 여기서 얇은 코팅은 제한된 수명 또는 균열을 갖는 종래의 방법에 의하여 생산되는 물품(article)에서와는 상반된다. According to the method described herein, TCHP provides a sinterable metal particulate material that can be designed to provide a suitable balance of properties such as toughness, strength, low coefficient of friction and hardness, for example. In one embodiment, but not limited to, manipulating improvements that can be observed in dies and other tooling made from TCHP's, for example, (a) provide reduced heat, wear and wear Less demands on the secondary use of process power and external lubrication, resulting in a lower coefficient of friction at the interface between the product and the tool for longer tool life and better process control; (b) low reactivity with iron to reduce stickiness and diffusion, reduce flank, or die wear, thereby extending the life of the drawing template; And (c) the particulate tough and tough coating material (ie WC) forms a porous flexible macrostructure suitable for the tool, while providing a protective film that is tightly coupled with the surface fit for the hard particulate core (eg TiN). It is a microstructure of a sintered tool that provides, holds them in place, and allows for hard exposure on the tool surface with proper exposure and wear resistance. The Ti-Co-WC alloy dramatically lowers the binder strength present between the particles and the binder itself lowers the level of toughness and blending strength, where the sintered article is coated entirely to give strength, where the thin coating This is in contrast to articles produced by conventional methods with limited lifetimes or cracks.

코어 입자를 외부에 두는 대신 내부에 둠으로써, 경질-상 합금(hard-phase alloys, 연마를 마친 후 외부표면에 노출된)을 알려진 종래의 물질에서 가능한 것보다 더 큰 비율 또는 두께로 소결된 미세구조에 전체적으로 분배시킨다. 본질적으로 이것은, 예를 들어, 내마모성을 증가시키고 작업 물건과의 화학적 상호작용을 감소시키며 마찰 상수를 현저하게 감소시킨다. 미끄러운 표면에 의해 마모 또는 분리되는 표면조직의 지속적인 재생(renewal)에 의하여 공구수명(Tool life)이 향상될 수 있다.By placing the core particles inside instead of outside, the hard-phase alloys (exposed to the outer surface after polishing) are finely sintered at a rate or thickness greater than is possible with known conventional materials. Distribute throughout the structure. In essence this, for example, increases wear resistance, reduces chemical interaction with the workpiece and significantly reduces the friction constant. Tool life can be improved by continuous regeneration of surface tissues that is worn or separated by slippery surfaces.

또한, 많은 상기 코어 물질의 내마모성과 접착 성질은 기존의 물질의 성능으로부터 알려지며, 따라서 코어 입자 물질로서의 그들의 성능은 현재까지 개시된 면에서 예상 가능하다. 이에 제한되지 않은 실시예에서, 코어입자는 알려진 물질(즉 WC)로 코팅되기 때문에, 여러 개의 다른 코어물질을 갖는 코팅된 물질을 블렌딩하고 소결하는 것은 다양한 물성의 향상을 촉진한다. 따라서 독특한 물성을 갖는 종국적인 물질을 제공하면서, 개선 비용과 테스트 비용은 감소한다. 또한, 각각의 입자가 이웃입자들과 강하게 접착할 수 있도록 인성쉘(중간층)을 가짐으로써 인성의 다공질구조를 소결된 물품(article) 기질에 전반적으로 생성하도록 하는 소결된 미세구조를 설계하는 것은 강도, 높은 탄성 계수, 파괴인성 및 경질 합금 함량을 갖는 소결된 물품(article)을 제공한다.In addition, the wear resistance and adhesion properties of many of these core materials are known from the performance of existing materials, and therefore their performance as core particle materials is predictable in view of the present disclosure. In an embodiment that is not limited thereto, since the core particles are coated with a known material (ie, WC), blending and sintering the coated material having several different core materials promotes the improvement of various physical properties. Thus, while providing a final material with unique properties, improvements and test costs are reduced. In addition, designing a sintered microstructure that has a tough shell (intermediate layer) so that each particle strongly adheres to neighboring particles, thereby producing a tough porous structure generally on the sintered article substrate, is a strength. It provides a sintered article having high modulus of elasticity, fracture toughness and hard alloy content.

실시예에 의하면, 결과적으로 생성된 물품(article)의 미세구조는 인성, 강도, 단단하게 상호 결합된 코팅된 입자쉘을 포함하는 다공질의 미세구조골격이다. 여기서, 상기 코팅된 입자쉘은 기계적으로, 화학적으로 결합된 코어입자, 결정, 섬유 및 단결정(whiskers)으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하고 연마와 광택을 마치는 동안 외부 표면에 단면으로 노출된다. 상기 코어입자의 다른 물질의 조합과 주위의 중간층을 적정화하는 원리는 종래물질에서 얻을 수 없는, 예를 들어, 강도 및 경도와 같은 통상적으로 양립 불가능한 물품(article)의 성능특성의 조합을 제공한다. In accordance with an embodiment, the resulting microstructure of the article is a porous microstructure backbone comprising tough, strength, tightly bonded coated particle shells. Here, the coated particle shell comprises at least one material selected from mechanically and chemically bound core particles, crystals, fibers and whiskers and is exposed in cross section to the outer surface during polishing and polishing. The principle of optimizing the combination of other materials of the core particles with the surrounding interlayers provides a combination of performance characteristics of commonly incompatible articles such as strength and hardness, which are not obtainable in conventional materials.

이러한 개념은 물질 설계자에게 개별적으로 또는 조합으로 사용할 수 있는 다양한 도구를 줄 수 있고, TCHP입자 구조(중간층 두께, 크기 및 코어물질)와 유일한 물품(article) 또는 도구와 같이 많은 다른 독특하고 조합되며 특별한 요구조건 혼합(다른 분말을 도구와 물품(article)지역으로 통합하는 것)을 채택함에 있어서, 쉽고 전체적인 조절을 제공하는 올바른 방법에 사용될 수 있다. This concept can give material designers a variety of tools that can be used individually or in combination, and many other unique, combined and special features such as TCHP particle structure (intermediate layer thickness, size and core material) and unique articles or tools. In adopting the requirements mix (integrating other powders into tools and article areas), it can be used in the right way to provide easy and total control.

또한, 다양한 외부 기질 코팅에서 사용되는 많은 복잡한 전구체와 반응 기체 대신에 유일한 하나의 물질 반응 전구체 기체(예를 들어 텅스텐 탄화물)가 분말입자를 코팅하는데 사용되기 때문에, 강인성의 외부 입자 쉘로써 기준되는 강도 있는 물질(예를 들어 WC)의 사용은 극적으로 연구, 개발 및 양산화 노력을 감소시킨다.  이러한 특정의 물질은 코발트와 같은 바인더와 이웃하는 텅스텐 탄화물 입자가 매우 단단히 결합하는 것으로 이미 알려진, 예를 들어, 텅스텐 탄화물 입자로 만들어진 것처럼 소결될 것이다. 입자 상의 텅스텐 탄화물 코팅 두께는, 예를 들어, 더욱더 도전적인 강도응용을 만족하기 위하여 증가될 수 있고 또한, 예를 들어, 대부분의 설계 시험을 해결하기 위하여 임계 마모 응용에서는 감소될 수 있다. 예를 들 어, 내마모성을 위하여 더욱 더 엄격한 요구를 만족하기 위하여 코어입자 크기는 쉽게 증가될 수 있으며, 또한 더 높은 강도의 응용을 위하여 감소될 수 있다. 측면 마찰 또는 크레이터 마찰(flank wear or crater wear)과 같은 특별한 응용에 있어서 더 나은 수행을 위하여 알려진 경도 및 마찰계수와 같은 특성을 갖는 다른 코어입자의 사용은 코어 물질의 선택에 의하여 성취될 수도 있다. 대부분의 다양한 표준응용을 해결하기 위한 상기한 두께, 직경, 및 코어물질 분말 계수를 블렌드 하는 것은 또한 가능하다.In addition, the strength that is referred to as a tough outer particle shell is because only one material reactant precursor gas (eg tungsten carbide) is used to coat the powder particles in place of many complex precursors and reaction gases used in various outer substrate coatings. The use of certain substances (eg WC) dramatically reduces research, development and mass production efforts. This particular material will be sintered as if made of, for example, tungsten carbide particles, which are already known to bind very tightly with a binder such as cobalt and neighboring tungsten carbide particles. The tungsten carbide coating thickness on the particles can be increased, for example, to meet even more challenging strength applications and can also be reduced, for example, in critical wear applications to solve most design tests. For example, the core particle size can be easily increased to meet even more stringent requirements for wear resistance and can also be reduced for higher strength applications. The use of other core particles with known hardness and coefficient of friction properties for better performance in special applications such as flank wear or crater wear may be achieved by the choice of core material. It is also possible to blend the thickness, diameter, and core material powder coefficients described above to address most of the various standard applications.

변경이 이들의 광범위한 발명의 개념으로부터 벗어나지 않고 위에서 언급한 실시예로부터 도출될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 인정될 것이다. 따라서 본 발명이 개시된 특별한 실시예에 한정되지 않고, 청구항에 의해 정의되듯이 본발명의 범위와 정신내에 있는 변형을 기꺼이 포함한다.It will be appreciated by those skilled in the art that changes may be made from the above-mentioned embodiments without departing from their broad inventive concept. Thus, the present invention is not limited to the particular embodiments disclosed and is willing to embrace variations that are within the scope and spirit of the invention as defined by the claims.

다르게 지적하지 않는 한, 성분, 반응조건, 명세서와 청구항에서 사용될 것은 표현된 숫자의 평균+/-5%를 예정하는 “약”(about)의 용어에 의하여 모든 예에서 수정되는 것으로 이해되어야만 할 것이다. 따라서, 반대로 지적되지 않는 한, 다음의 명세서와 청구항에서 기술되는 숫자 개수는 본 발명에 의해 얻어지도록 추구되는 소망하는 물성에 의존해서 변화할 수 있는 근사값이다.Unless indicated otherwise, it is to be understood that the terms used in the components, reaction conditions, specifications and claims will be modified in all instances by the term “about”, which means average +/- 5% of the expressed number. . Accordingly, unless indicated to the contrary, the number of numbers described in the following specification and claims are approximations that may vary depending on the desired physical properties sought to be obtained by the present invention.

TCHP 입자로부터 만들어진 물품(article)은 종래 물질에서 대항할 수 없는 조합된 성질의 물품(article)으로 구별되어 존재하는 강도, 경도, 높은 탄성계수, 파괴 강인성, 작업 부품과의 낮은 상호작용 및 낮은 마찰계수의 가장 좋은 기계적 성질을 조합한다. TCHPs는 생산, 표면개질 또는 구성성분, 집합 및 기계의 수리에서 실질적으로 제한되지 않는 이용을 갖는다. 하나의 구성군은 절단, 형성, 연마, 측정, 석유 및 광물과 건설기계를 포함한다.  논툴(nontool) 구성성분은 생의학, 군대, 전자, 스포츠, 열적 경영 및 화장품 응용을 포함한다. 광범위한 공업적 응용은 농업, 도시공학, 재목과 제지, 석유화학, 고무와 플라스틱, 운송, 항공기/항공우주, 해사(maritime), 건축학 및 에너지 분야에서 발견될 수 있다. 따라서 이러한 물질은 물품(article)의 아주 다양한 사용에 훌륭하게 적합하다. 예를 들어: Articles made from TCHP particles are classified as articles of combined properties that cannot be countered in conventional materials, such as strength, hardness, high modulus of elasticity, fracture toughness, low interaction with work parts and low friction Combine the best mechanical properties of the modulus. TCHPs have practically unlimited use in production, surface modification or repair of components, assemblies and machinery. One group includes cutting, forming, grinding, measuring, petroleum and minerals, and construction machinery. Nontool components include biomedical, military, electronics, sports, thermal management, and cosmetic applications. A wide range of industrial applications can be found in agriculture, urban engineering, timber and paper, petrochemicals, rubber and plastics, transportation, aircraft / aerospace, maritime, architecture and energy. Such materials are therefore well suited for a wide variety of uses of articles. E.g:

배선제도 다이(wire drawing dies), 압출다이(extrusion dies), 포징다이(forging dies), 절단 및 스탬핑 다이(cutting and stamping dies), 형상(forms), 형상 롤러(forming rollers), 사출 성형(injection molds), 전단(shears), 드릴(drills), 밀링 및 선반용 절단기(milling and lathe cutters), 톱(saws), 톱니 내는 공구(hobs), 꼬챙이(broaches), 과즙 압착기(reamers), 탭과 다이(taps and dies);Wire drawing dies, extrusion dies, forging dies, cutting and stamping dies, forms, forming rollers, injection molding molds, shears, drills, milling and lathe cutters, saws, hobs, broaches, juicer reamers, taps and Taps and dies;

기어, 캠, 회전축의 베어링 내부(journals), 노즐, 실(seals), 벨브시트(valve seats), 펌프임펠러(pump impellers), 캡스탄(capstans), 선반, 베어링 및 마모 표면으로서의 개개의 기계부품;Individual machine parts as gears, cams, bearing journals, nozzles, seals, valve seats, pump impellers, capstans, shelves, bearings and wear surfaces on the shaft ;

교배부분 내부연소 엔진연결봉(mating parts internal combustion engine connecting rods), 베어링을 대체하기 위한 것 및/또는Mating parts internal combustion engine connecting rods, for replacing bearings and / or

캠쉐프트(camshafts), 트랜스미션부분, 프린터/복사기 부분으로서 열처리된 부분을 갖는 단조된 또는 기계 금속부분 분말을 위하여 대체되는 분말된 금속(powder metal, P/M) 기계파트에서 경질 표면 지역을 제공하는 것인 통합된 공동-소결된 구성성분(integrated co-sintered components);Provides a hard surface area in powder metal (P / M) machine parts that are replaced for forged or mechanical metal parts powder with heat treated parts as camshafts, transmission parts, printer / copier parts Integrated co-sintered components;

딥웰드릴링비트(deep well drilling bits), 티스포마이닝(teeth for mining) 그리고 어스무빙이큅먼트(earthmoving equipment), 핫롤포스틸밀(hot rolls for steel mills)과 같은 중공업물품(article)(heavy industrial articles); 및Heavy industrial articles such as deep well drilling bits, teeth for mining and earthmoving equipment, hot rolls for steel mills ); And

헤드를 읽는 메모리 드라이브, 특수한 자석과 같은 전기기계적 구성요소.Electromechanical components such as memory drives that read heads and special magnets.

성형된 TCHP 물품(article)이 외부적으로 코팅되었다기 보다 거시적으로 균일하다는 사실은 사용자 또는 제공자에게 경제적으로 다시 연마하거나 초기에 닳은 물품(article)을 재사용할 수 있는 기회를 제공할 수 있다. 이것은 특별히 전선제도용 다이(wire drawing dies), 트위스트 드릴(twist drills), 밀링커터(milling cutters), 및 워터젯노즐(water jet nozzles)과 같은 도구에 특히 중요하다.The fact that the molded TCHP article is macroscopically homogeneous rather than externally coated may provide the user or provider with the opportunity to economically regrind or reuse the initial worn out article. This is particularly important for tools such as wire drawing dies, twist drills, milling cutters, and water jet nozzles.

Claims (47)

코어 입자, 중간층 및 외층으로 구성된 조성 입자를 포함하는 물품을 제조하는 방법으로서,A method of making an article comprising a composition particle composed of a core particle, an intermediate layer and an outer layer, 금속 질소화물 및 준금속 질소화물, 금속 탄화물 및 준금속 탄화물, 금속 탄화질화물 및 준금속 탄화질화물, 금속 붕소화물 및 준금속 붕소화물, 금속 산화물 및 준금속 산화물, 금속 황화물 및 준금속 황화물, 금속 규화물 및 준금속 규화물 및 다이아몬드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 코어 입자 물질 또는 복수의 다른 코어 입자 물질로 구성되는 복수의 코어 입자를 제공하는 단계:Metal nitrides and metalloids, metal carbides and metalloids, metal carbides and metalloids, metal borides and metalloids, metal oxides and metalloids, metal oxides and metalloids, metal sulfides, metal silicides And providing a plurality of core particles composed of one core particle material or a plurality of other core particle materials selected from the group consisting of metalloid silicides and diamonds: 상기 복수의 코어 입자 상에 상기 물품의 10 내지 80 중량%인 중간층을 원자 규모로 증착하고, 상기 중간층은 상기 코어 입자 물질과 조성물이 다르고 더 높은 상대파괴인성(relative fracture toughness)을 갖는 제 2 화합물을 포함하며, 상기 제 2 화합물은 상기 코어 입자 물질과 결합할 수 있고 Fe, Co, Ni, Cu, Ti, Al, Mg, Li, Be, Ag, Au, Pt 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속과 결합하여 입자를 코팅할 수 있는 중간층을 제공하는 단계:Depositing, on an atomic scale, an intermediate layer of 10 to 80% by weight of the article on the plurality of core particles, the intermediate layer being different from the core particle material in composition and having a higher relative fracture toughness Wherein the second compound is capable of binding to the core particle material and selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Cu, Ti, Al, Mg, Li, Be, Ag, Au, Pt and combinations thereof Providing an intermediate layer capable of combining the metal with which the particles are coated: 상기 코팅된 입자에 Fe, Co, Ni, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 원자 규모로 증착하여 상기 중간층과 연속되는 외층을 도입하여, 이로 인해 조성 입자를 형성하는 단계:Depositing a metal selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, and combinations thereof on the coated particles on an atomic scale to introduce an outer layer continuous with the intermediate layer, thereby forming composition particles: 복수의 상기 조성 입자를 물품(article)으로 정형하는 단계;Shaping a plurality of said compositional particles into an article; 상기 정형된 물품을 상기 외층의 적어도 일부를 액화시키기에 충분한 온도에서 상기 외층으로부터 형성된 액체 중에 상기 중간층의 일부가 용해되기에 충분한 시간 동안 소결시켜, 충분한 밀도를 얻을 수 있을 만큼 유효한 양의 액체를 제공하며, 여기서, 상기 소결 온도는 600 내지 1700℃ 이고, 상기 외층, 중간층 또는 이들의 혼합으로 이루어진 액체 상(phase)이 상기 코어 입자 부피를 제외하고 상기 조성 입자의 6 내지 44 부피%가 되도록 물품을 소결하는 단계; 및The shaped article is sintered for a time sufficient to dissolve a portion of the intermediate layer in the liquid formed from the outer layer at a temperature sufficient to liquefy at least a portion of the outer layer to provide an amount of liquid effective to obtain sufficient density. Wherein the sintering temperature is from 600 to 1700 ° C. and the article is prepared such that the liquid phase consisting of the outer layer, the middle layer or a mixture thereof is 6 to 44% by volume of the compositional particles, excluding the core particle volume. Sintering; And 상기 중간층을 형성하도록 증착된 상기 원자가 상기 중간층의 용해되지 않은 부분 밖의 기질 내로 재침전 되도록 상기 외층과 중간층에서 형성된 액체를 고화시키고, 여기에서 상기 기질은 상기 외층의 결합재 내에 상기 중간층에서 분리된 결정들을 포함하며, 상기 외층 및 중간층으로부터 형성된 액체를 상기 액체와 상기 코어 입자와의 화학적 상호작용 전에 고화시키는 단계Solidifying the liquid formed in the outer layer and the intermediate layer such that the atoms deposited to form the intermediate layer re-precipitate into the substrate outside the undissolved portion of the intermediate layer, wherein the substrate separates the crystals separated from the intermediate layer within the binder of the outer layer. And solidifying a liquid formed from the outer and intermediate layers prior to chemical interaction of the liquid with the core particles. 를 포함하는 물품(article)을 형성하는 방법.A method of forming an article comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코어 입자 물질은 MaXb의 화학식을 갖는 물품(article)을 형성하는 방법:Wherein said core particle material forms an article having the formula M a X b : 상기 화학식 중, M은 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Mg, Cu, 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속이며; X는 질소, 탄소, 붕소, 황, 및 산소로부터 선택되는 원소이며; a와 b는 0보다 크고 14 이하인 정수이다. Wherein M is a metal selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Mg, Cu, and Si; X is an element selected from nitrogen, carbon, boron, sulfur, and oxygen; a and b are integers greater than 0 and less than or equal to 14 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코어 입자 물질은 TiN, TiCN, TiC, TiB2, ZrC, ZrN, ZrB2, HfC, HfN, HfB2, TaB2, VC, VN, cBN, hBN, Al2O3, Si3N4, SiB6, SiAlCB, B4C, B2O3, W2B5, WB2, WS2, AlN, AlMgB14, MoS2, MoSi2, MO2B5, MoB2 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.The core particle material is TiN, TiCN, TiC, TiB 2 , ZrC, ZrN, ZrB 2 , HfC, HfN, HfB 2 , TaB 2 , VC, VN, cBN, hBN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiB 6 , SiAlCB, B 4 C, B 2 O 3 , W 2 B 5 , WB 2 , WS 2 , AlN, AlMgB 14 , MoS 2 , MoSi 2 , MO 2 B 5 , MoB 2 And combinations thereof. 코어 입자, 중간층 및 외층으로 구성된 조성 입자를 포함하는 물품을 제조하는 방법으로서,A method of making an article comprising a composition particle composed of a core particle, an intermediate layer and an outer layer, TiN, TiCN, TiC, TiB2, ZrC, ZrN, ZrB2, HfC, HfN, HfB2, TaB2, VC, VN, cBN, hBN, Al2O3, Si3N4, SiB6, SiAlCB, B4C, B2O3, W2B5, WB2, WS2, AlN, AlMgB14, MoS2, MoSi2, MO2B5, MoB2 및 다이아몬드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 코어 입자 물질 또는 복수의 다른 코어 입자 물질로 구성되는 복수의 코어 입자를 제공하는 단계:TiN, TiCN, TiC, TiB2, ZrC, ZrN, ZrB 2 , HfC, HfN, HfB 2 , TaB 2 , VC, VN, cBN, hBN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiB 6 , SiAlCB, B 4 One or more core particle materials selected from the group consisting of C, B 2 O 3 , W 2 B 5 , WB 2 , WS 2 , AlN, AlMgB 14 , MoS 2 , MoSi 2 , MO 2 B 5 , MoB 2 and diamond Providing a plurality of core particles composed of different core particle materials of: 상기 복수의 코어 입자 상에 상기 물품의 10 내지 80 중량%인 중간층을 원자 규모로 증착하고, 상기 중간층은 상기 코어 입자 물질과 조성물이 다르고 더 높은 상대파괴인성(relative fracture toughness)을 갖는 제 2 화합물을 포함하며, 상기 제 2 화합물은 상기 코어 입자 물질과 결합할 수 있고 WC, TaC, W2C, 및 WC와 W2C의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속과 결합하여 입자를 코팅할 수 있는 중간층을 제공하는 단계:Depositing, on an atomic scale, an intermediate layer of 10 to 80% by weight of the article on the plurality of core particles, the intermediate layer being different from the core particle material in composition and having a higher relative fracture toughness Wherein the second compound is capable of binding the core particle material and coating the particles in combination with a metal selected from the group consisting of WC, TaC, W 2 C, and a mixture of WC and W 2 C. Providing the middle layer: 상기 코팅된 입자에 Fe, Co, Ni, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 원자 규모로 증착하여 상기 중간층과 연속되는 외층을 도입하여, 이로 인해 조성 입자를 형성하는 단계:Depositing a metal selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, and combinations thereof on the coated particles on an atomic scale to introduce an outer layer continuous with the intermediate layer, thereby forming composition particles: 복수의 상기 조성 입자를 물품(article)으로 정형하는 단계;Shaping a plurality of said compositional particles into an article; 상기 정형된 물품을 상기 외층의 적어도 일부를 액화시키기에 충분한 온도에서 상기 외층으로부터 형성된 액체 중에 상기 중간층의 5 내지 40 부피%가 용해되기에 충분한 시간 동안 소결시켜, 충분한 밀도를 얻을 수 있을 만큼 유효한 양의 액체를 제공하며, 여기서, 상기 소결 온도는 600 내지 1700℃ 이고, 상기 외층, 중간층 또는 이들의 혼합으로 이루어진 액체 상(phase)이 상기 코어 입자 부피를 제외하고 상기 조성 입자의 6 내지 44 부피%가 되도록 물품을 소결하는 단계; 및An amount effective to sinter the shaped article at a temperature sufficient to liquefy at least a portion of the outer layer for a time sufficient to dissolve 5-40% by volume of the intermediate layer in the liquid formed from the outer layer, thereby obtaining a sufficient density Wherein the sintering temperature is from 600 to 1700 ° C. and the liquid phase consisting of the outer layer, the middle layer, or a mixture thereof is comprised between 6 and 44% by volume of the composition particles, excluding the core particle volume. Sintering the article to become; And 상기 중간층을 형성하도록 증착된 상기 원자가 상기 중간층의 용해되지 않은 부분 밖의 기질 내로 재침전 되도록 상기 외층과 중간층에서 형성된 액체를 고화시키고, 여기에서 상기 기질은 상기 외층의 결합재 내에 상기 중간층에서 분리된 결정들을 포함하며, 상기 외층 및 중간층으로부터 형성된 액체를 상기 액체와 상기 코어 입자와의 화학적 상호작용 전에 고화시키는 단계Solidifying the liquid formed in the outer layer and the intermediate layer such that the atoms deposited to form the intermediate layer re-precipitate into the substrate outside the undissolved portion of the intermediate layer, wherein the substrate separates the crystals separated from the intermediate layer within the binder of the outer layer. And solidifying a liquid formed from the outer and intermediate layers prior to chemical interaction of the liquid with the core particles. 를 포함하는 물품(article)을 형성하는 방법.A method of forming an article comprising a. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 소결온도와 소결시간은 상기 중간층의 완전한 용해가 일어나지 않는 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein the sintering temperature and sintering time form an article in which complete dissolution of the intermediate layer does not occur. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 소결온도와 상기 소결시간은 상기 중간층의 5 내지 50% 용해인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said sintering temperature and said sintering time are 5 to 50% dissolution of said intermediate layer. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 소결온도와 상기 소결시간은 상기 중간층의 50 내지 99% 의 용해인 물품(article)을 형성하는 방법. Wherein said sintering temperature and said sintering time are 50 to 99% of said intermediate layer dissolved. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 중간층의 상기 고체 부분은 상기 액체와 상기 코어 입자의 화학작용을 방지하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said solid portion of said intermediate layer prevents chemistry of said liquid and said core particles. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 중간층은 WC, W2C, 툴스틸(tool steel), 유리질 및 유리질이 제거된 나노스틸 합금(glassy and devitrified nanosteel alloys), 질화규소물 및 탄화탄탈륨(tantalum carbide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.The interlayer comprises a material selected from the group consisting of WC, W 2 C, tool steel, glassy and devitrified nanosteel alloys, silicon nitride and tantalum carbide. And forming an article. 제1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 코팅된 입자는 1000μm이하의 평균 입자 크기를 갖는 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein the coated particles form an article having an average particle size of 1000 μm or less. 제1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 코팅된 입자는 100μm이하의 평균 입자 크기를 갖는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein the coated particles have an average particle size of 100 μm or less. 제1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 코팅된 입자는 50μm 이하의 평균 입자 크기를 갖는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein the coated particles have an average particle size of 50 μm or less. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 코팅된 입자는 2μm 이하의 평균 입자 크기를 갖는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein the coated particles have an average particle size of 2 μm or less. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 코팅된 입자는 1μm 이하의 평균 입자 크기를 갖는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein the coated particles have an average particle size of 1 μm or less. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 코팅된 입자는 100 내지 1000nm의 평균 입자 크기를 갖는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.And wherein the coated particles have an average particle size of 100 to 1000 nm. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 중간층은 소결 후에 상기 코어 입자의 직경의 5 내지 50% 두께를 갖는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said intermediate layer has a thickness of 5 to 50% of the diameter of said core particles after sintering. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 외층은 소결 후에 상기 코팅된 입자의 직경의 3 내지 12% 두께를 갖는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein the outer layer has a thickness of 3 to 12% of the diameter of the coated particles after sintering. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 외층은 금속, 세라믹, 바인더(binder), 소결 보조재 및 고분자 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질의 하나 또는 그 이상의 층을 더 포함하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법. Wherein said outer layer further comprises one or more layers of material selected from the group consisting of metals, ceramics, binders, sintering aids and polymeric materials. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 중간층은 화학증착, 물리증착, 플리즈마 증착, 레이저 클래딩(cladding) 또는 증착 공정, 플리즈마 클래딩(cladding), 자기 플라즈마 증착, 전기화학 도금, 무전해 도금, 스퍼터링(sputtering), 고체 상 합성, 용액화학 증착 공정 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방법에 의해 제공되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.The intermediate layer may include chemical vapor deposition, physical vapor deposition, plasma deposition, laser cladding or deposition process, plasma cladding, magnetic plasma deposition, electrochemical plating, electroless plating, sputtering, solid phase synthesis, A method of forming an article, provided by at least one method selected from the group consisting of a solution chemical vapor deposition process and combinations thereof. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 외층은 화학증착, 물리증착, 플리즈마 증착, 레이저 클래딩(clading) 또는 증착 공정, 플리즈마 클래딩(clading), 자기 플라즈마 증착, 전기화학 도금, 무전해 도금, 스퍼터링(sputtering), 고체 상 합성, 용액화학 증착 공정으로 이루 어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방법에 의해 제공 되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.The outer layer is chemical vapor deposition, physical vapor deposition, plasma deposition, laser cladding or deposition process, plasma cladding, magnetic plasma deposition, electrochemical plating, electroless plating, sputtering, solid phase synthesis, A method of forming an article, provided by at least one method selected from the group consisting of a solution chemical vapor deposition process. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 중간층은 125 내지 1800℃의 온도에서 형성되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said intermediate layer is formed at a temperature of from 125 to 1800 ° C. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 중간층은 20 내지 125℃의 온도에서 형성되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said intermediate layer is formed at a temperature of from 20 to 125 ° C. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 중간층은 1800 내지 8000℃의 온도에서 형성되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said intermediate layer is formed at a temperature of 1800 to 8000 ° C. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 중간층은 200 내지 800℃의 온도에서 형성되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said intermediate layer is formed at a temperature of 200 to 800 ° C. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 외층은 20 내지 125℃의 온도에서 형성되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said outer layer is formed at a temperature of from 20 to 125 ° C. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 외층은 125 내지 650℃의 온도에서 형성되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said outer layer is formed at a temperature of from 125 to 650 ° C. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 외층은 200 내지 550℃의 온도에서 형성되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said outer layer is formed at a temperature of between 200 and 550 ° C. 18. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 소결온도는 600 내지 1275℃인 물품(article)을 형성하는 방법.And wherein said sintering temperature is between 600 and 1275 ° C. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 소결온도는 1275℃ 초과 1700℃ 이하인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said sintering temperature is greater than 1275 ° C. and less than 1700 ° C. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 외층은 상기 물품(article)의 0.5 내지 3 중량% 포함하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said outer layer comprises 0.5 to 3 weight percent of said article. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 외층은 상기 물품(article)의 3 내지 18 중량% 포함하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein the outer layer comprises 3 to 18 weight percent of the article. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 외층은 상기 물품(article)의 18 내지 45 중량% 포함하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said outer layer comprises 18 to 45 weight percent of said article. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 중간층은 WC, TaC, W2C, WC 및 W2C로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 상기 물품(article)의 60 내지 98 중량% 포함하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said interlayer comprises from 60 to 98% by weight of said article comprising a material selected from the group consisting of WC, TaC, W 2 C, WC, and W 2 C. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 중간층은 WC, TaC, W2C, WC 및 W2C로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 상기 물품(article)의 10 내지 60 중량% 포함하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said intermediate layer comprises from 10 to 60% by weight of said article comprising a material selected from the group consisting of WC, TaC, W 2 C, WC, and W 2 C. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 중간층은 WC, TaC, W2C, WC 및 W2C로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 상기 물품(article)의 5 내지 10 중량% 포함 하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said intermediate layer comprises from 5 to 10% by weight of said article comprising a material selected from the group consisting of WC, TaC, W 2 C, WC, and W 2 C. 삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 소결성형은 우선적으로 모세관 힘에 의해 발생하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Sintering molding is a method of forming an article that is primarily caused by capillary forces. 삭제delete 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 액체 상의 부피는 소결온도 및 Co의 함량으로부터 선택된 적어도 하나의 변수를 증가시킴에 의하여 증가하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.The volume of the liquid phase is increased by increasing at least one variable selected from the sintering temperature and the content of Co. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 성형은 질소, 아르곤, 헬륨, 수소, 네온, 크립톤, 크세논, 메탄, 아세틸렌, 일산화 탄소, 이산화탄소 및 이들의 조합으로부터 선택되는 가스 분위기에서 실행되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein the forming is carried out in a gas atmosphere selected from nitrogen, argon, helium, hydrogen, neon, krypton, xenon, methane, acetylene, carbon monoxide, carbon dioxide and combinations thereof. 제40항에 있어서,The method of claim 40, 상기 공정 가스는 절대 0기압 내지 상압에서 제공되는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.Wherein said process gas is provided at an absolute zero atmosphere to atmospheric pressure. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 물품(article)의 형성방법은 상기 정형화 단계 전 또는 동시에 복수의 상기 조성 입자와 파라핀 왁스(paraffing waxes), 스테아르산, 에틸렌 비스-스테르아마이드(EBS),폴리비닐알콜 및 폴리비닐글리콜로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 혼합하는 단계를 더 포함하는 것인 물품(article)을 형성하는 방법.The method of forming the article is selected from a plurality of the composition particles and paraffin waxes, stearic acid, ethylene bis-steramide (EBS), polyvinyl alcohol and polyvinyl glycol before or simultaneously with the shaping step. Further comprising mixing at least one additive. 코어 입자, 중간층 및 외층으로 구성된 조성 입자를 포함하는 물품을 제조하는 방법으로서,A method of making an article comprising a composition particle composed of a core particle, an intermediate layer and an outer layer, TiN, TiCN, TiC, TiB2, ZrC, ZrN, ZrB2, HfC, HfN, HfB2, TaB2, VC, VN, cBN, hBN, Al2O3, Si3N4, SiB6, SiAlCB, B4C, B2O3, W2B5, WB2, WS2, AlN, AlMgB14, MoS2, MoSi2, MO2B5, MoB2 및 다이아몬드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 코어 입자 물질 또는 복수의 다른 코어 입자 물질로 구성되는 복수의 코어 입자를 제공하는 단계:TiN, TiCN, TiC, TiB2, ZrC, ZrN, ZrB 2 , HfC, HfN, HfB 2 , TaB 2 , VC, VN, cBN, hBN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiB 6 , SiAlCB, B 4 One or more core particle materials selected from the group consisting of C, B 2 O 3 , W 2 B 5 , WB 2 , WS 2 , AlN, AlMgB 14 , MoS 2 , MoSi 2 , MO 2 B 5 , MoB 2 and diamond Providing a plurality of core particles composed of different core particle materials of: 상기 복수의 코어 입자 상에 상기 물품의 10 내지 80 중량%인 중간층을 원자 규모로 증착하고, 상기 중간층은 상기 코어 입자 물질과 조성물이 다르고 더 높은 상대파괴인성(relative fracture toughness)을 갖는 제 2 화합물을 포함하며, 상기 제 2 화합물은 상기 코어 입자 물질과 결합할 수 있고 WC, TaC, W2C, 및 WC와 W2C의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속과 결합하여 입자를 코팅할 수 있는 중간층을 제공하는 단계:Depositing, on an atomic scale, an intermediate layer of 10 to 80% by weight of the article on the plurality of core particles, the intermediate layer being different from the core particle material in composition and having a higher relative fracture toughness Wherein the second compound is capable of binding the core particle material and coating the particles in combination with a metal selected from the group consisting of WC, TaC, W 2 C, and a mixture of WC and W 2 C. Providing the middle layer: 상기 코팅된 입자에 Fe, Co, Ni, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 원자 규모로 증착하여 상기 중간층과 연속되는 외층을 도입하여, 이로 인해 조성 입자를 형성하는 단계:Depositing a metal selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, and combinations thereof on the coated particles on an atomic scale to introduce an outer layer continuous with the intermediate layer, thereby forming composition particles: 복수의 상기 조성 입자를 물품(article)으로 정형하는 단계;Shaping a plurality of said compositional particles into an article; 상기 정형된 물품을 상기 외층의 적어도 일부를 액화시키기에 충분한 온도에서 상기 외층으로부터 형성된 액체 중에 상기 중간층의 5 내지 90 부피%가 용해되기에 충분한 시간 동안 소결시켜, 충분한 밀도를 얻을 수 있을 만큼 유효한 양의 액체를 제공하며, 여기서, 상기 소결 온도는 1700 내지 8000℃ 이고, 상기 외층, 중간층 또는 이들의 혼합으로 이루어진 액체 상(phase)이 상기 코어 입자 부피를 제외하고 상기 조성 입자의 6 내지 44 부피%가 되도록 물품을 소결하는 단계; 및An amount effective to obtain sufficient density by sintering the shaped article at a temperature sufficient to liquefy at least a portion of the outer layer for a time sufficient to dissolve 5 to 90% by volume of the intermediate layer in the liquid formed from the outer layer Wherein the sintering temperature is from 1700 to 8000 ° C. and the liquid phase consisting of the outer layer, the middle layer, or a mixture thereof is comprised between 6 and 44% by volume of the composition particles, excluding the core particle volume. Sintering the article to become; And 상기 중간층을 형성하도록 증착된 상기 원자가 상기 중간층의 용해되지 않은 부분 밖의 기질 내로 재침전 되도록 상기 외층과 중간층에서 형성된 액체를 고화시키고, 여기에서 상기 기질은 상기 외층의 결합재 내에 상기 중간층에서 분리된 결정들을 포함하며, 상기 외층 및 중간층으로부터 형성된 액체를 상기 액체와 상기 코어 입자와의 화학적 상호작용 전에 고화시키는 단계Solidifying the liquid formed in the outer layer and the intermediate layer such that the atoms deposited to form the intermediate layer re-precipitate into the substrate outside the undissolved portion of the intermediate layer, wherein the substrate separates the crystals separated from the intermediate layer within the binder of the outer layer. And solidifying a liquid formed from the outer and intermediate layers prior to chemical interaction of the liquid with the core particles. 를 포함하는 물품(article)을 형성하는 방법.A method of forming an article comprising a. 제1항에 있어서, 상기 소결온도가 1315℃ 초과인 것인 물품(article)을 형성하는 방법.The method of claim 1, wherein the sintering temperature is above 1315 ° C. 3. 제1항에 있어서, 상기 소결온도가 1400℃ 초과인 것인 물품(article)을 형성하는 방법.The method of claim 1, wherein the sintering temperature is greater than 1400 ° C. 3. 제1항에 있어서, 상기 소결온도가 1500℃ 초과인 것인 물품(article)을 형성하는 방법.The method of claim 1, wherein said sintering temperature is above 1500 ° C. 3.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190116377A (en) * 2017-02-06 2019-10-14 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 Tungsten Tetraboride Composite Matrix and Use thereof

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9682425B2 (en) * 2009-12-08 2017-06-20 Baker Hughes Incorporated Coated metallic powder and method of making the same
EP2462083B1 (en) * 2009-08-04 2023-12-27 Eternaloy Holding GmbH Tough coated hard particles consolidated in a tough matrix material
CN102059663B (en) * 2009-11-13 2014-08-13 沈阳中科超硬磨具磨削研究所 Preparation technology of CBN (cubic boron nitride) micro ceramic grinding wheel for grinding automobile fuel injection nozzle
KR101118614B1 (en) * 2009-11-20 2012-02-27 한국생산기술연구원 Manufacturing method for composite using nano particles and composite manufactured by method thereof
CN102191447A (en) * 2010-03-09 2011-09-21 中国科学院上海硅酸盐研究所 Tungsten carbide cobalt-copper-molybdenum disulfide self-lubricating wear-resistant coating and preparation method thereof
CN101829781A (en) * 2010-05-26 2010-09-15 四川大学 Method for connecting hard alloy of inactive intermediate layer and steel
US9752988B2 (en) * 2010-06-14 2017-09-05 The Regents Of The University Of Michigan In-situ identification and control of microstructures produced by phase transformation of a material
CN101941843B (en) * 2010-08-16 2012-11-21 山东大学 Hot-pressing sintering TiB2-TiC-WC ultrahard material and preparation method thereof
US20130031794A1 (en) 2011-08-05 2013-02-07 Duff Jr Ronald Richard RAZOR BLADES WITH ALUMINUM MAGNESIUM BORIDE (AlMgB14)-BASED COATINGS
CN102296198A (en) * 2011-10-12 2011-12-28 北京科技大学 Method for preparing tungsten block material by dispersing and reinforcing nano tantalum carbide
US9505064B2 (en) 2011-11-16 2016-11-29 Kennametal Inc. Cutting tool having at least partially molded body and method of making same
JP2013108152A (en) * 2011-11-24 2013-06-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Hard particle and manufacturing method thereof
JP5906813B2 (en) * 2012-02-29 2016-04-20 住友電気工業株式会社 Hard materials and cutting tools
PT2900404T (en) * 2012-09-27 2021-11-16 Allomet Corp Methods of forming a metallic or ceramic article having a novel composition of functionally graded material and articles containing the same
JP5799969B2 (en) * 2013-03-22 2015-10-28 住友電気工業株式会社 Ceramic crystal particles, ceramic sintered body, and method for producing them
IN2013CH04500A (en) * 2013-10-04 2015-04-10 Kennametal India Ltd
US10030292B2 (en) * 2014-05-26 2018-07-24 Hrl Laboratories, Llc Hydride-coated microparticles and methods for making the same
CN104195362B (en) * 2014-08-15 2016-08-24 北京工业大学 A kind of high boron wear-resisting erosion alloy preparation method
CN104313444B (en) * 2014-09-30 2016-09-14 宁夏康诚机电产品设计有限公司 A kind of cobalt cladded type titanium Hardmetal materials and preparation method thereof
CN104532052A (en) * 2014-11-20 2015-04-22 张哲� Heavy-load high-speed powder metallurgy brake material and preparation technology thereof
JP7064878B2 (en) * 2014-12-12 2022-05-11 マテリオン コーポレイション Additional manufacturing of beryllium-containing articles
CN104630589B (en) * 2015-02-12 2016-08-31 成都邦普切削刀具股份有限公司 A kind of composite hard alloy material of tungsten carbide cladding and preparation method thereof
WO2017100733A1 (en) 2015-12-11 2017-06-15 Smith International, Inc. Hardfacing material compositions
GB201522503D0 (en) 2015-12-21 2016-02-03 Element Six Gmbh Method of manufacturing a cemented carbide material
US10287824B2 (en) 2016-03-04 2019-05-14 Baker Hughes Incorporated Methods of forming polycrystalline diamond
KR102464517B1 (en) 2017-02-28 2022-11-10 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 Metal Bonded Abrasive Articles and Methods of Making Metal Bonded Abrasive Articles
WO2018174139A1 (en) 2017-03-22 2018-09-27 三菱マテリアル株式会社 Diamond coated cemented carbide cutting tool
US11292750B2 (en) 2017-05-12 2022-04-05 Baker Hughes Holdings Llc Cutting elements and structures
US11396688B2 (en) 2017-05-12 2022-07-26 Baker Hughes Holdings Llc Cutting elements, and related structures and earth-boring tools
EP3713695A1 (en) * 2017-11-22 2020-09-30 Forge Nano, Inc. Manufacturing of workpieces having nanostructured phases from functionalized powder feedstocks
US11536091B2 (en) 2018-05-30 2022-12-27 Baker Hughes Holding LLC Cutting elements, and related earth-boring tools and methods
JP7181827B2 (en) * 2019-03-28 2022-12-01 三菱マテリアル電子化成株式会社 Zirconium nitride powder coated with alumina and method for producing the same
CN110004441A (en) * 2019-04-12 2019-07-12 水利部杭州机械设计研究所 A kind of Fe based alloy WC/TiC/TaC/Re composite powder formula, coating and its preparation process
CN109825833A (en) * 2019-04-12 2019-05-31 上海海事大学 A kind of rare earth modified WC-Ni base coating and preparation method thereof
CN110358990B (en) * 2019-07-04 2020-07-28 西安理工大学 Post-treatment method for hot-pressed sintering of titanium diboride reinforced copper-based composite material
KR102318672B1 (en) * 2019-10-29 2021-11-01 (주)에디코 Cubic boron nitride particle and manufacturing method thereof
CN111748814A (en) * 2020-06-24 2020-10-09 安徽震祥精工科技有限公司 Titanium alloy coating treatment method for surface of die-casting aluminum material
CN112921198A (en) * 2021-01-08 2021-06-08 晋城鸿刃科技有限公司 Preparation method of ultra-coarse grain hard alloy
CN114951640B (en) * 2022-05-12 2023-04-25 广东工业大学 Nitride particle based on laser printing and preparation method and application thereof
CN114774759B (en) * 2022-06-20 2022-09-16 太原理工大学 Layered gradient SiC ceramic reinforced iron-based wear-resistant material and preparation method thereof
CN115012011A (en) * 2022-06-24 2022-09-06 赣州海盛硬质合金有限公司 Hard alloy surface nano coating and preparation method thereof
CN116410008A (en) * 2023-04-24 2023-07-11 鞍山市和丰耐火材料有限公司 Long-service-life low-carbon magnesia carbon brick and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672382A (en) * 1985-12-24 1997-09-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Composite powder particle, composite body and method of preparation
KR0153477B1 (en) * 1992-03-25 1998-11-02 버나드 스나이더 Multi-layer metal coated diamond abrasives with an electrolessly deposited metal layer
KR100219930B1 (en) * 1995-11-15 1999-09-01 구라우치 노리타카 Superhard composite member and its production
US6372346B1 (en) * 1997-05-13 2002-04-16 Enduraloy Corporation Tough-coated hard powders and sintered articles thereof

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2370242A (en) * 1943-01-15 1945-02-27 Mallory & Co Inc P R Refractory metal composition
US3019103A (en) * 1957-11-04 1962-01-30 Du Pont Process for producing sintered metals with dispersed oxides
SE329799B (en) * 1969-02-07 1970-10-19 Nordstjernan Rederi Ab
US3871840A (en) * 1972-01-24 1975-03-18 Christensen Diamond Prod Co Abrasive particles encapsulated with a metal envelope of allotriomorphic dentrites
US3971656A (en) * 1973-06-18 1976-07-27 Erwin Rudy Spinodal carbonitride alloys for tool and wear applications
GB1574007A (en) * 1975-12-24 1980-09-03 Johnson Matthey Co Ltd Cermets
WO1990007017A1 (en) * 1988-12-16 1990-06-28 Krupp Widia Gmbh Hard metal composite body and process for producing it
SE9004123D0 (en) * 1990-12-21 1990-12-21 Sandvik Ab DIAMOND IMPREGNERATED HARD MATERIAL
US5106392A (en) * 1991-03-14 1992-04-21 General Electric Company Multigrain abrasive particles
US5876793A (en) * 1996-02-21 1999-03-02 Ultramet Fine powders and method for manufacturing
JP3686167B2 (en) * 1996-06-10 2005-08-24 日鉄鉱業株式会社 Multi-layer coating powder
US20040052984A1 (en) * 1997-05-13 2004-03-18 Toth Richard E. Apparatus and method of treating fine powders
JP2001040446A (en) * 1998-08-25 2001-02-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Diamond-containing hard member and its production
JP2000144299A (en) * 1998-08-25 2000-05-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Diamond-containing hard member and its manufacture
JP4004675B2 (en) * 1999-01-29 2007-11-07 株式会社日清製粉グループ本社 Method for producing oxide-coated metal fine particles
JP2000328170A (en) * 1999-05-20 2000-11-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Cubic boron nitride-containing hard member and its production
JP3825347B2 (en) * 2002-03-22 2006-09-27 京セラ株式会社 Composite structure
US6911063B2 (en) * 2003-01-13 2005-06-28 Genius Metal, Inc. Compositions and fabrication methods for hardmetals

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672382A (en) * 1985-12-24 1997-09-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Composite powder particle, composite body and method of preparation
KR0153477B1 (en) * 1992-03-25 1998-11-02 버나드 스나이더 Multi-layer metal coated diamond abrasives with an electrolessly deposited metal layer
KR100219930B1 (en) * 1995-11-15 1999-09-01 구라우치 노리타카 Superhard composite member and its production
US6372346B1 (en) * 1997-05-13 2002-04-16 Enduraloy Corporation Tough-coated hard powders and sintered articles thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190116377A (en) * 2017-02-06 2019-10-14 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 Tungsten Tetraboride Composite Matrix and Use thereof
KR102581760B1 (en) * 2017-02-06 2023-09-22 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 Tungsten tetraboride composite matrix and its uses
US11920223B2 (en) 2017-02-06 2024-03-05 The Regents Of The University Of California Tungsten tetraboride composite matrix and uses thereof

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AU2004321077B2 (en) 2011-06-23

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