KR101560485B1 - Manufacturing method of hard metal composition for precious metal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주석 성분이 함유되어 우수한 가공성, 내식성, 기계적 물성 및 경량화 특성을 나타내며, 니켈의 사용량이 낮은 금속바인더가 사용되고 산화알루미늄이 코팅되어 피부 트러블이 억제되는 효과를 나타내는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a method for producing a cemented carbide composition for a noble metal, which comprises a tin component and exhibits excellent workability, corrosion resistance, mechanical properties and lightweight characteristics, The present invention relates to a method for producing a cemented carbide composition for a noble metal exhibiting an effect of suppressing skin troubles.
통상적으로, 반지, 팔지 및 목걸이 등과 같은 귀금속의 재료로는 금, 백금 및 은 등이 사용되는데, 상기의 귀금속 재료는 가격이 고가인 반면, 경도가 낮아 마모가 잘되고, 스크래치가 쉽게 발생하며, 광택이 낮아 대체 재료의 사용이 요구되어 왔다.Generally, gold, platinum and silver are used as materials of noble metals such as rings, bracelets and necklaces. The noble metal materials are expensive, while they are low in hardness, are easily worn, easily scratch, The use of alternative materials has been required.
한편, 금, 백금, 은 등을 귀금속소재로 하여 반지나 목걸이 등을 제조하는 공장은 거의 가내수공업에 의존하므로 대량생산이 어려워 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.On the other hand, factories that manufacture rings, necklaces, and the like using gold, platinum, silver, and the like as a material of noble metals almost depend on domestic handicrafts,
상기의 문제점을 해소하기 위해 초경합금을 이용한 귀금속의 제조가 시도되고 있는데, 초경합금은 공구(工具) 등에 사용되는 초경질 합금으로 금속의 탄화물 분말을 소성(燒成)해서 만든 경도가 대단히 높은 합금으로 강도, 내식성 및 내마모성이 우수한 장점을 나타내지만, 귀금속으로 사용하기에는 색상과 표면 광택이 낮아 적합하지 못한 문제점이 있었다.In order to overcome the above problems, there has been attempted to manufacture noble metal using a cemented carbide. The cemented carbide is an ultra hard alloy used for tools and the like. The carbide powder of the metal is fired, , Corrosion resistance and abrasion resistance. However, it has a problem in that it is not suitable for use as a noble metal due to low color and surface gloss.
또한, 인성과 연삭성이 낮기 때문에, 높은 가공비와 가공시 불량률이 높은 문제점으로 인해 절삭공구용 전용 설비가 갖추어져야 하는 문제점이 있었다.In addition, since the toughness and the grinding property are low, there is a problem that a dedicated equipment for a cutting tool must be provided due to a high processing cost and a high defect rate at the time of processing.
또한, 초경합금에 함유된 니켈성분은 인체에 유해한 중금속이라서 팔찌, 반지 및 목걸이 등과 같은 귀금속으로 사용할 때는 사용자의 피부 타입에 따라 알러지를 유발시키는 문제점과 착용시 과도한 무게로 인해 불편함을 야기시키는 문제점이 있었다.
In addition, when nickel is used as a precious metal such as a bracelet, a ring, and a necklace because it is a heavy metal harmful to the human body, the nickel component contained in the cemented carbide causes allergy according to the type of the user's skin and causes discomfort due to excessive weight there was.
본 발명의 목적은 주석 성분이 함유되어 우수한 가공성, 내식성, 기계적 물성 및 경량화 특성을 나타내는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a cemented carbide composition for a noble metal containing a tin component and exhibiting excellent processability, corrosion resistance, mechanical properties and lightweight properties.
본 발명의 다른 목적은 니켈의 함유량이 낮은 금속바인더가 사용되고 산화알루미늄이 코팅되어 피부 트러블이 억제되고, 내마모성 및 광택이 향상되어 우수한 상품성을 나타내는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a cemented carbide composition for a noble metal, which uses a metal binder having a low nickel content and is coated with aluminum oxide to suppress skin troubles and improve abrasion resistance and gloss to exhibit excellent merchantability.
본 발명의 목적은 금속을 혼합하고 밀링하는 금속혼합물제조단계, 상기 금속혼합물제조단계를 통해 제조된 금속혼합물을 볼밀링장치에 투입하고 파라핀 왁스 및 유기용제를 혼합하는 유기용제혼합단계, 상기 유기용제혼합단계를 통해 유기용제가 혼합된 혼합물을 건조하는 건조단계, 상기 건조단계를 통해 건조된 혼합물을 채거름하는 채거름단계, 상기 채거름단계를 통해 불순물이 제거된 혼합물을 압축성형하는 압축성형단계 및 상기 압축성형단계를 통해 압축성형된 성형물을 소결하는 소결단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a metal mold, comprising the steps of: preparing a metal mixture for mixing and milling a metal; introducing the metal mixture prepared through the metal mixture preparation step into a ball milling apparatus; mixing the paraffin wax and the organic solvent; A drying step of drying the mixture in which the organic solvent is mixed through a mixing step, a drying step of filtering the dried mixture through the drying step, a compression molding step of compressing and molding the mixture from which the impurities have been removed through the filtering step And a sintering step of sintering the compacted material that has been compression molded through the compression molding step. The present invention also provides a method of manufacturing a cemented carbide composition for a noble metal.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 금속혼합물제조단계는 금속바인더 10 내지 20 중량%, 주석 1 내지 20 중량%, 탄화물첨가제 20 내지 40 중량% 및 탄화텅스텐 20 내지 49 중량%를 혼합하고 1 내지 10 마이크로미터의 입자크기를 갖도록 밀링하여 이루어지는 것으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, the metal mixture preparation step comprises mixing 10 to 20 wt% of metal binder, 1 to 20 wt% of tin, 20 to 40 wt% of carbide additive and 20 to 49 wt% of tungsten carbide, And milled to have a particle size of micrometer.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 금속혼합물제조단계와 상기 유기용제혼합단계 사이에는 상기 금속혼합물제조단계를 통해 제조된 금속혼합물 100 중량부에 산화알루미늄 분말 1 내지 3 중량부를 혼합하는 산화알루미늄투입단계가 더 진행되는 것으로 한다.According to a more preferred feature of the present invention, between the metal mixture preparing step and the organic solvent mixing step, 100 parts by weight of the metal mixture prepared through the metal mixture preparing step is mixed with 1 to 3 parts by weight of aluminum oxide powder, It is assumed that the step further proceeds.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 금속바인더는 니켈 또는 코발트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.According to a further preferred feature of the present invention, the metal binder is made of at least one selected from the group consisting of nickel or cobalt.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 금속바인더는 니켈 및 코발트가 1:3의 중량비율로 혼합되어 이루어지는 것으로 한다.According to a further preferred feature of the present invention, the metal binder is made by mixing nickel and cobalt in a weight ratio of 1: 3.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 탄화물첨가제는 탄화크롬, 탄화몰리브덴, 탄화바나듐, 탄화탄탈 및 탄화티타늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.According to a further preferred feature of the present invention, the carbide additive is at least one selected from the group consisting of chromium carbide, molybdenum carbide, vanadium carbide, tantalum carbide and titanium carbide.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유기용제혼합단계는 상기 금속혼합물제조단계를 통해 제조된 금속혼합물 100 중량부, 파라핀 왁스 1 내지 3 중량부 및 헥산으로 이루어진 유기용제 5 내지 20 중량부를 볼밀링장치에 투입하고, 볼과 혼합물의 장입비를 4:1 내지 5:1로 한 상태에서 혼합속도 30 내지 50rpm으로 40 내지 80시간 동안 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.According to still another more preferred characteristic of the present invention, the organic solvent mixing step comprises mixing 100 parts by weight of the metal mixture prepared through the metal mixture preparation step, 1 to 3 parts by weight of paraffin wax and 5 to 20 parts by weight of an organic solvent comprising hexane, The mixture is charged into a milling apparatus and mixed at a mixing rate of 30 to 50 rpm for 40 to 80 hours in a state that the charging ratio of the balls and the mixture is 4: 1 to 5: 1.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 건조단계는 80 내지 100℃의 온도에서 2 내지 3시간 동안 이루어지는 것으로 한다.According to a further preferred feature of the present invention, the drying step is performed at a temperature of 80 to 100 ° C for 2 to 3 hours.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 채거름단계는 1000 내지 1500 메시의 채를 이용하여 이루어지는 것으로 한다.According to an even more preferred feature of the present invention, the squeezing step is performed using 1000 to 1500 mesh sieve.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 압축성형단계는 1.5 내지 2.5ton/㎠의 압력으로 이루어지는 것으로 한다.According to a further preferred feature of the present invention, the compression molding step is performed at a pressure of 1.5 to 2.5 ton / cm < 2 >.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 소결단계는 1400 내지 1500℃의 온도에서 60분 동안 이루어지는 것으로 한다.
According to an even more preferred feature of the present invention, the sintering step is performed at a temperature of 1400 to 1500 ° C for 60 minutes.
본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법은 주석 성분이 함유되어 우수한 가공성, 내식성, 기계적 물성 및 경량화 특성을 나타내는 귀금속용 초경합금 조성물을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The process for producing a cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention exhibits an excellent effect of providing a cemented carbide composition for a noble metal containing a tin component and exhibiting excellent workability, corrosion resistance, mechanical properties and lightweight properties.
또한, 니켈의 함유량이 낮은 금속바인더가 사용되고 산화알루미늄이 코팅되어 피부 트러블이 억제되고, 내마모성 및 광택이 향상되어 우수한 상품성을 나타내는 귀금속용 초경합금 조성물을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
In addition, it exhibits an excellent effect of providing a cemented carbide composition for a noble metal exhibiting excellent commercial properties by using a metal binder having a low content of nickel, coating aluminum oxide to suppress skin troubles, and improving abrasion resistance and gloss.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a cemented carbide composition for a noble metal according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a method of manufacturing a cemented carbide composition for a noble metal according to another embodiment of the present invention.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention and physical properties of the respective components will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited thereto, And this does not mean that the technical idea and scope of the present invention are limited.
본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법은 금속을 혼합하고 밀링하는 금속혼합물제조단계(S101), 상기 금속혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 금속혼합물을 볼밀링장치에 투입하고 파라핀 왁스 및 유기용제를 혼합하는 유기용제혼합단계(S103), 상기 유기용제혼합단계(S103)를 통해 유기용제가 혼합된 혼합물을 건조하는 건조단계(S105), 상기 건조단계(S105)를 통해 건조된 혼합물을 채거름하는 채거름단계(S107), 상기 채거름단계(S107)를 통해 불순물이 제거된 혼합물을 압축성형하는 압축성형단계(S109) 및 상기 압축성형단계(S109)를 통해 압축성형된 성형물을 소결하는 소결단계(S111)로 이루어진다.
The method for producing a cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention comprises the steps of preparing a metal mixture (S101) for mixing and milling a metal, adding the metal mixture prepared through the metal mixture preparation step (S101) to a ball milling apparatus, A drying step (S105) of drying a mixture in which the organic solvent is mixed through the organic solvent mixing step (S103) of mixing the organic solvent, the organic solvent mixing step (S103), the drying step (S105) A compression molding step (S109) for compression-molding the mixture from which the impurities have been removed through the compression molding step (S107), and a compression molding step (S109) And a sintering step S111.
상기 금속혼합물제조단계(S101)는 금속을 혼합하고 밀링하는 단계로, 금속바인더 10 내지 20 중량%, 주석 1 내지 20 중량%, 탄화물첨가제 20 내지 40 중량% 및 탄화텅스텐 20 내지 49 중량%를 혼합하고 1 내지 10 마이크로미터의 입자크기를 갖도록 밀링하여 이루어진다.The metal mixture preparation step (S101) is a step of mixing and milling the metal. The metal mixture is mixed with 10 to 20 wt% of the metal binder, 1 to 20 wt% of tin, 20 to 40 wt% of the carbide additive and 20 to 49 wt% of tungsten carbide And milled to have a particle size of 1 to 10 micrometers.
이때, 상기 금속바인더는 10 내지 20 중량%가 함유되며, 상기 탄화물첨가제 및 탄화텅스텐을 결속시키는 바인더의 역할과 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 강도를 향상시키는 역할을 하는데, 니켈 또는 코발트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 니켈 및 코발트가 1:3의 중량비율로 혼합되어 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.At this time, the metal binder is contained in an amount of 10 to 20% by weight, and serves to improve the strength of the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention and the role of a binder for binding the carbide additive and tungsten carbide. It is more preferable that nickel and cobalt are mixed in a weight ratio of 1: 3.
상기와 같이 니켈 및 코발트가 1:3의 중량비율로 혼합되어 이루어진 금속바인더는 인체에 유해할 뿐만 아니라 피부트러블을 유발하는 니켈의 함량이 낮으면서도 우수한 결속력을 나타낸다.As described above, the metal binder made by mixing nickel and cobalt in a weight ratio of 1: 3 is not only harmful to human body but also exhibits a good binding force with low nickel content causing skin troubles.
또한, 니켈의 함량이 낮은 상태에서 소결과정을 진행하게 되면, 비교적 낮은 온도에서도 기공이 없고 입성장이 거의 없는 미세한 조직의 완전한 합금을 얻을 수 있다.Further, when the sintering process is performed in a state where the nickel content is low, a complete alloy of a fine structure having no pores and little grain growth at a relatively low temperature can be obtained.
상기 금속바인더의 함량이 10 중량% 미만으로 함유되면 탄화물의 양이 지나치게 많아져 탄화물로 인한 입성장이 증가하여 조직이 불균일하게 형성되며, 상기 금속바인더의 함량이 20 중량%를 초과하게 되면 인체에 유해한 중금속인 피부 트러블을 유발할 수 있다.When the content of the metal binder is less than 10% by weight, the amount of the carbide is excessively increased, and the grain boundary due to the carbide is increased, and the structure is unevenly formed. When the content of the metal binder exceeds 20% by weight, It can cause skin troubles which are heavy metals.
상기 주석은 1 내지 20 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 경도를 낮춰 가공성을 향상시키는 역할을 하는데, 상기 주석은 1 내지 10 마이크로미터의 입자크기를 나타내는 것이 바람직하다.The tin is contained in an amount of 1 to 20 wt%, and serves to improve the workability by lowering the hardness of the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention. Preferably, the tin exhibits a particle size of 1 to 10 micrometers.
상기 주석의 함량이 1 중량% 미만이면 경도를 낮추는 효과가 미미하며, 상기 주석의 함량이 20 중량%를 초과하게 되면 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금의 기계적 물성이 저하된다.If the content of tin is less than 1 wt%, the effect of lowering the hardness is insignificant. If the content of tin exceeds 20 wt%, the mechanical properties of the cemented carbide for a noble metal according to the present invention are lowered.
상기 탄화물첨가제는 20 내지 40 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 내열성 및 기계적 물성을 향상시키는 역할을 하는데, 탄화크롬, 탄화몰리브덴, 탄화바나듐, 탄화탄탈 및 탄화티타늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.The carbide additive is contained in an amount of 20 to 40% by weight, and serves to improve the heat resistance and mechanical properties of the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention. The carbide additive is preferably selected from the group consisting of chromium carbide, molybdenum carbide, vanadium carbide, tantalum carbide and titanium carbide And the like.
상기 탄화물첨가제의 함량이 20 중량% 미만이면, 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물에 미세기공이 존재하게 되어 완전히 치밀화 시키기가 어려울 뿐만 아니라, 항절력과 인성이 낮아져 귀금속용으로는 부적합한 물성을 나타내게 되며, 상기 탄화물첨가제의 함량이 40 중량%를 초과하게 되면 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 내열성이 저하될 수 있다.If the content of the carbide additive is less than 20% by weight, micropores exist in the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention, which makes it difficult to completely densify the cemented carbide composition, and also has poor resistance and toughness to exhibit inadequate properties for noble metals If the content of the carbide additive exceeds 40 wt%, the heat resistance of the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention may be deteriorated.
또한, 상기 탄화물첨가제는 입자크기가 1 내지 10 마이크로미터인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 상기 탄화물첨가제의 입자크기가 1 마이크로미터 미만이면 쉽게 비산되어 작업성이 낮아지고, 상기 탄화물첨가제의 입자크기가 10 마이크로미터를 초과하게 되면 입자크기가 지나치게 증가하여 제조공정의 효율성이 저하된다.The carbide additive preferably has a particle size of 1 to 10 micrometers. When the particle size of the carbide additive is less than 1 micrometer, the carbide additive is easily scattered to lower workability, and the particle size of the carbide additive If it exceeds 10 micrometers, the particle size is excessively increased and the efficiency of the manufacturing process is lowered.
상기 탄화텅스텐은 20 내지 49 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 주재료가 되는 성분으로, 우수한 경도 및 기계적 물성을 나타내는 귀금속을 제공하는 역할을 한다.The tungsten carbide contains 20 to 49% by weight of the tungsten carbide. The tungsten carbide serves as a main component of the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention, and serves to provide a precious metal exhibiting excellent hardness and mechanical properties.
상기 탄화텅스텐의 함량이 20 중량% 미만으로 함유되면 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 경도 및 기계적 물성이 저하되며, 상기 탄화텅스텐의 함량이 49 중량%를 초과하게 되면 경도가 지나치게 증가하여 절삭성과 인성이 낮아져 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물로 귀금속을 제조하는 과정의 효율성이 낮아진다.If the content of tungsten carbide is less than 20 wt%, the hardness and mechanical properties of the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention are lowered. When the content of tungsten carbide exceeds 49 wt%, the hardness is excessively increased, The toughness of the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention is lowered.
상기와 같은 함량범위를 나타내는 탄화텅스텐은 소결상 기공이 형성되는 문제점을 내포하고 있지만, 소결공정에서 질소를 첨가하면 소결동안에 탄질화물상의 입성장이 억제되어 기공이 없는 미세한 조직을 얻을 수 있다.Tungsten carbide showing the above content range has a problem of forming sintering phase pores. However, when nitrogen is added in the sintering process, the grain boundary of the carbonitride phase is suppressed during sintering, and a fine structure free from pores can be obtained.
또한, 경도와 밀도가 귀금속에 적합한 범위로 조절되어 가공성을 향상시킬 수 있다.
In addition, the hardness and density can be adjusted to a range suitable for the noble metal, and the workability can be improved.
상기 유기용제혼합단계(S103)는 상기 금속혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 금속혼합물을 볼밀링장치에 투입하고 파라핀 왁스 및 유기용제를 혼합하는 단계로, 상기 금속혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 금속혼합물 100 중량부, 파라핀 왁스 1 내지 3 중량부 및 헥산으로 이루어진 유기용제 5 내지 20 중량부를 볼밀링장치에 투입하고, 볼과 혼합물의 장입비를 4:1 내지 5:1로 한 상태에서 혼합속도 30 내지 50rpm으로 40 내지 80시간 동안 혼합하여 이루어진다.
In the organic solvent mixing step (S103), the metal mixture prepared in the metal mixture preparing step (S101) is put into a ball milling apparatus, and paraffin wax and organic solvent are mixed. In the metal mixture preparing step (S101) 1 to 3 parts by weight of a paraffin wax and 5 to 20 parts by weight of an organic solvent composed of hexane were charged into a ball mill and the charging ratio of balls and mixture was adjusted to 4: 1 to 5: 1 At a mixing speed of 30 to 50 rpm for 40 to 80 hours.
상기 건조단계(S105)는 상기 유기용제혼합단계(S103)를 통해 유기용제가 혼합된 혼합물을 건조하는 단계로, 상기 유기용제혼합단계(S103)를 통해 유기용제가 혼합된 혼합물을 건조기에 투입하고 80 내지 100℃의 온도에서 2 내지 3시간 동안 건조하여 이루어지는데, 상기의 건조단계(S105)를 통해 혼합물에 함유된 유기용제가 제거된다.
The drying step (S105) is a step of drying the mixture in which the organic solvent is mixed through the organic solvent mixing step (S103). The mixture in which the organic solvent is mixed through the organic solvent mixing step (S103) Followed by drying at a temperature of 80 to 100 DEG C for 2 to 3 hours. In the drying step (S105), the organic solvent contained in the mixture is removed.
상기 채거름단계(S107)는 상기 건조단계(S105)를 통해 건조된 혼합물을 채거름하는 단계로, 상기 건조단계(S105)를 통해 건조된 혼합물을 1000 내지 1500 메시의 채로 채거름하여 이루어지는데, 상기의 채거름단계(S107)를 거치면 상기 혼합물에 함유되어 있는 불순물과 10 마이크로미터 이상의 입자크기를 나타내는 금속성분이 제거된다.
The dewatering step S107 is a step of dewatering the dried mixture through the drying step S105. The dewatering step is performed by filtering the dried mixture through 1000 to 1500 mesh. After the above-mentioned sieving step (S107), the impurities contained in the mixture and the metal component showing a particle size of 10 micrometers or more are removed.
상기 압축성형단계(S109)는 상기 채거름단계(S107)를 통해 불순물이 제거된 혼합물을 압축성형하는 단계로, 상기 채거름단계(S107)를 통해 불순물이 제거된 혼합물을 압축성형장치에 투입하고 5 내지 100ton/in2의 압력으로 압축하여 성형물을 제조하는 단계다.
The compression molding step (S109) is a step of compression-molding the mixture from which the impurities have been removed through the dredging step (S107). The mixture in which the impurities have been removed through the dredging step (S107) Lt; 2 > to 5 to 100 ton / in < 2 & gt ;.
상기 소결단계(S111)는 상기 압축성형단계(S109)를 통해 성형된 성형물을 소결하는 단계로, 상기 압축성형단계(S109)를 통해 성형된 성형물을 소결로에 투입하고 500 마이크론(micron) 이내의 진동도를 유지하면서 1200 내지 1300℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 소결하여 이루어진다.The sintering step (S111) is a step of sintering the formed product through the compression molding step (S109). The molded product formed through the compression molding step (S109) is put into a sintering furnace, And sintering at a temperature of 1200 to 1300 캜 for 30 to 60 minutes while maintaining the degree of vibration.
상기의 소결단계를 거치면, 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 제조가 완료되며, 제조가 완료된 귀금속용 초경합금은 연마기 등을 이용하여 귀금속에 적합한 형태로 가공되며, Barrel 기계 등을 이용하여 연마 및 광택과정을 진행하는 것이 바람직하다.
After the above-mentioned sintering step, the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention is completed. The cemented carbide for a noble metal, which has been manufactured, is processed into a form suitable for a noble metal by using a grinder or the like. It is desirable to proceed with the process.
또한, 상기 금속혼합물제조단계(S101)와 상기 유기용제혼합단계(S103) 사이에는 상기 금속혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 금속혼합물 100 중량부에 산화알루미늄 분말 1 내지 3 중량부를 혼합하는 산화알루미늄투입단계(S102)가 더 진행될 수도 있는데, 상기 산화알루미늄투입단계(S102)를 통해 산화알루미늄이 더 함유된 초경합금은 피부 트러블이 억제되고, 내마모성 및 광택이 향상되어 우수한 상품성을 갖게 된다.Between the metal mixture preparation step (S101) and the organic solvent mixing step (S103), 100 parts by weight of the metal mixture prepared through the metal mixture preparation step (S101) is mixed with 1 to 3 parts by weight of aluminum oxide powder The step of injecting aluminum (S102) may further proceed. In the cemented carbide containing aluminum oxide through the step of injecting aluminum oxide (S102), skin troubles are suppressed, wear resistance and gloss are improved, and excellent commercial properties are obtained.
이때, 상기 산화알루미늄은 100 내지 325 메시의 입자크기를 나타내는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
At this time, it is preferable that the aluminum oxide has a particle size of 100 to 325 mesh.
이하에서는, 본 발명에 따른 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 귀금속용 초경합금 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
Hereinafter, the properties of the cemented carbide composition for a noble metal according to the present invention and the properties of the cemented carbide composition for a noble metal prepared through the method will be described.
<실시예 1>≪ Example 1 >
금속바인더(코발트와 니켈이 1:1의 중량 비율로 혼합) 20 중량%, 주석 20 중량%, 탄화물첨가제(탄화크롬) 20 중량% 및 탄화텅스텐 40 중량%를 혼합하고, 상기 혼합물을 볼 밀링(ball milling) 장치에 투입하여 입자크기가 10 마이크로미터를 나타내도록 밀링한 후에, 밀링된 혼합물 100 중량부, 파라핀 왁스 2 중량부 및 헥산으로 이루어진 유기용제 10 중량부를 볼밀링장치에 투입하고, 볼과 혼합물의 장입비를 4:1로 한 상태에서 혼합속도 40rpm으로 60시간 동안 혼합하고, 혼합이 완료된 혼합물을 건조기에 투입하여 90℃의 온도에서 90분 동안 건조하고, 건조된 혼합물을 1250 메시의 채로 채거름하고, 채거름된 혼합물을 금형 내에 투입하여 50ton/in2의 압력으로 압축성형하고, 압축성형된 성형물을 소결로에 투입하고, 500 마이크론(micron) 이내의 진동도를 유지하면서 1250℃의 온도에서 45분 동안 소결하여 귀금속용 초경합금을 제조하였다.
20% by weight of tin, 20% by weight of a carbide additive (chromium carbide) and 40% by weight of tungsten carbide were mixed, and the mixture was subjected to ball milling (a mixture of 20% by weight of cobalt and nickel in a weight ratio of 1: ball milling apparatus and milled to have a particle size of 10 micrometers. Then, 100 parts by weight of the milled mixture, 2 parts by weight of paraffin wax and 10 parts by weight of an organic solvent composed of hexane were fed into a ball milling apparatus, The mixture was mixed at a mixing rate of 40 rpm for 60 hours while the mixing ratio of the mixture was adjusted to 4: 1. The mixed mixture was put into a dryer, dried at 90 DEG C for 90 minutes, The kneaded mixture was put into a mold, compression molded at a pressure of 50 ton / in 2 , compression molded articles were put into a sintering furnace, and 1250 Lt; 0 > C for 45 minutes to prepare a cemented carbide for a noble metal.
<실시예 2>≪ Example 2 >
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 금속바인더(코발트와 니켈이 3:1의 중량 비율로 혼합) 20 중량%, 주석 20 중량%, 탄화물첨가제(탄화크롬과 탄화탄탈이 1:1의 중량비율로 혼합) 20 중량% 및 탄화텅스텐 40 중량%를 혼합하여 귀금속용 초경합금을 제조하였다.
The procedure of Example 1 was repeated, except that 20 wt% of a metal binder (cobalt / nickel mixed in a weight ratio of 3: 1), 20 wt% of tin, a carbide additive (weight ratio of chromium carbide and tantalum carbide of 1: By weight) and 40% by weight of tungsten carbide were mixed to prepare a cemented carbide for a precious metal.
<실시예 3>≪ Example 3 >
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 금속바인더(코발트와 니켈이 3:1의 중량 비율로 혼합) 20 중량%, 주석 10 중량%, 탄화물첨가제(탄화크롬과 탄화탄탈이 2:1의 중량비율로 혼합) 15 중량% 및 탄화텅스텐 45 중량%를 혼합하여 귀금속용 초경합금을 제조하였다.
The procedure of Example 1 was repeated, except that 20 wt% of a metal binder (cobalt / nickel mixed in a weight ratio of 3: 1), 10 wt% of tin, a carbide additive (weight ratio of chromium carbide and tantalum carbide of 2: And 15 wt% of tungsten carbide and 45 wt% of tungsten carbide were mixed to prepare a cemented carbide for a precious metal.
<실시예 4><Example 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 금속바인더(코발트와 니켈이 20:3의 중량 비율로 혼합) 23 중량%, 주석 5 중량%, 탄화물첨가제(탄화크롬과 탄화탄탈이 2:1의 중량비율로 혼합) 15 중량% 및 탄화텅스텐 47 중량%를 혼합하여 귀금속용 초경합금을 제조하였다.
23% by weight of a metal binder (a mixture of cobalt and nickel in a weight ratio of 20: 3), 5% by weight of tin, a carbide additive (a weight ratio of chromium carbide and tantalum carbide of 2: 1 By weight) and 47% by weight of tungsten carbide were mixed to prepare a cemented carbide for a precious metal.
상기 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 귀금속용 초경합금의 경도, 비중 및 내식성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.The hardness, specific gravity and corrosion resistance of the cemented carbide for noble metals prepared in Examples 1 to 4 were measured and are shown in Table 1 below.
(단, 경도는 브리넬 경도 시험 방법을 이용하여 측정하였으며, 비중은 DAEHYUN사의 DH-K Series 비중측정기를 이용하여 측정하였으며, 내식성은 인공 땀 시험을 이용하며, 인공 땀에 상기 귀금속용 초경합금을 20시간 동안 침지하여 측정하되, 물 1L에 식염 9.9g, 염화나트륨 0.88g, 질량농도가 28%인 암모니아 0.07ml, 질량농도가 85%인 유분 0.2g을 혼합하여 제조된다.)
The hardness was measured using a Brinell hardness test method. The specific gravity was measured by using a specific gravity meter of DH-K series manufactured by DAEHYUN Co. The corrosion resistance was measured by an artificial perspiration, and the cemented carbide for the precious metal was applied to artificial perspiration for 20 hours , And 1 L of water was prepared by mixing 9.9 g of sodium chloride, 0.88 g of sodium chloride, 0.07 ml of ammonia having a mass concentration of 28%, and 0.2 g of oil having a mass concentration of 85%.
<표 1><Table 1>
위에 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 귀금속용 초경합금 조성물은 귀금속으로 적용하기에 적합한 경도, 비중 및 내식성을 나타내는 것을 알 수 있다.
As shown in Table 1 above, the cemented carbide composition for noble metal prepared in Examples 1 to 4 of the present invention shows hardness, specific gravity and corrosion resistance suitable for application as a noble metal.
S101 ; 금속혼합물제조단계
S102 ; 산화알루미늄투입단계
S103 ; 유기용제혼합단계
S105 ; 건조단계
S107 ; 채거름단계
S109 ; 압축성형단계
S111 ; 소결단계S101; Metal mixture preparation step
S102; Step of adding aluminum oxide
S103; Organic solvent mixing step
S105; Drying step
S107; Stage of fertilization
S109; Compression molding step
S111; Sintering step
Claims (11)
상기 금속혼합물제조단계를 통해 제조된 금속혼합물을 볼밀링장치에 투입하고 파라핀 왁스 및 유기용제를 혼합하는 유기용제혼합단계;
상기 유기용제혼합단계를 통해 유기용제가 혼합된 혼합물을 건조하는 건조단계;
상기 건조단계를 통해 건조된 혼합물을 채거름하는 채거름단계;
상기 채거름단계를 통해 불순물이 제거된 혼합물을 압축성형하는 압축성형단계; 및
상기 압축성형단계를 통해 성형된 성형물을 소결하는 소결단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
상기 금속혼합물제조단계는 금속바인더 10 내지 20 중량%, 주석 1 내지 20 중량%, 탄화물첨가제 20 내지 40 중량% 및 탄화텅스텐 20 내지 49 중량%를 혼합하고 1 내지 10 마이크로미터의 입자크기를 갖도록 밀링하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.
A metal mixture preparation step of mixing and milling the metal;
An organic solvent mixing step of adding the metal mixture prepared through the metal mixture preparation step to a ball milling apparatus and mixing the paraffin wax and the organic solvent;
A drying step of drying the mixture in which the organic solvent is mixed through the organic solvent mixing step;
A drying step of filtering the dried mixture through the drying step;
A compression molding step of compression-molding the mixture from which the impurities have been removed through the squeezing step; And
And a sintering step of sintering the formed product through the compression molding step,
The metal mixture preparation step comprises mixing 10 to 20% by weight of metal binder, 1 to 20% by weight of tin, 20 to 40% by weight of carbide additive and 20 to 49% by weight of tungsten carbide and milling to have a particle size of 1 to 10 micrometers By weight based on the total weight of the cemented carbide composition.
상기 금속혼합물제조단계와 상기 유기용제혼합단계 사이에는 상기 금속혼합물제조단계를 통해 제조된 금속혼합물 100 중량부에 산화알루미늄 분말 1 내지 3 중량부를 혼합하는 산화알루미늄투입단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of adding aluminum oxide is further performed between the metal mixture preparing step and the organic solvent mixing step, wherein 1 to 3 parts by weight of aluminum oxide powder is mixed with 100 parts by weight of the metal mixture prepared through the metal mixture preparing step A method for producing a cemented carbide composition for a precious metal.
상기 금속바인더는 니켈 또는 코발트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal binder is at least one selected from the group consisting of nickel and cobalt.
상기 금속바인더는 니켈 및 코발트가 1:3의 중량비율로 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal binder is a mixture of nickel and cobalt in a weight ratio of 1: 3.
상기 탄화물첨가제는 탄화크롬, 탄화몰리브덴, 탄화바나듐, 탄화탄탈 및 탄화티타늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbide additive is at least one selected from the group consisting of chromium carbide, molybdenum carbide, vanadium carbide, tantalum carbide, and titanium carbide.
상기 유기용제혼합단계는 상기 금속혼합물제조단계를 통해 제조된 금속혼합물 100 중량부와 유기용제 5 내지 20 중량부를 볼밀링장치에 투입하고, 볼과 혼합물의 장입비를 4:1 내지 5:1로 한 상태에서 혼합속도 30 내지 50rpm으로 40 내지 80시간 동안 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the organic solvent mixing step, 100 parts by weight of the metal mixture prepared through the metal mixture preparation step and 5 to 20 parts by weight of the organic solvent are charged into a ball mill, and the mixing ratio of the balls and the mixture is adjusted to 4: 1 to 5: 1 And mixing the mixture at 30 to 50 rpm for 40 to 80 hours.
상기 건조단계는 80 내지 100℃의 온도에서 2 내지 3시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the drying step is performed at a temperature of 80 to 100 DEG C for 2 to 3 hours.
상기 채거름단계는 1000 내지 1500 메시의 채를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the squeezing step is performed using 1000 to 1500 mesh sieves.
상기 압축성형단계는 5 내지 100ton/in2의 압력으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the compression molding step is performed at a pressure of 5 to 100 ton / in 2 .
상기 소결단계는 1200 내지 1300℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속용 초경합금 조성물의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the sintering step is performed at a temperature of 1200 to 1300 ° C for 30 to 60 minutes.
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|---|---|---|---|---|
| CN108588539A (en) * | 2018-01-11 | 2018-09-28 | 芜湖市金贸流体科技股份有限公司 | A kind of corrosion resisting stainless steel precise forming technique |
| CN111663067A (en) * | 2020-06-04 | 2020-09-15 | 杭州科技职业技术学院 | Hard alloy material for 3D printing and preparation process thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003528743A (en) | 2000-03-24 | 2003-09-30 | ケンナメタル インコーポレイテッド | Cemented carbide tool and method of making the same |
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- 2014-06-23 KR KR1020140076756A patent/KR101560485B1/en active IP Right Grant
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