KR101935386B1 - Method for preventing preform of reinforcements for pressure-impregnation from floating and mold for preventing floating - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법 및 부유 방지용 몰드에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 원재료를 일정한 형태로 수용할 수 있는 상면이 개방된 가압 함침용 하우징의 내벽에 지르코니아 코팅층을 형성하는 단계; 상기 하우징의 상부에 상부 세라믹 플레이트를 배치하고, 상기 상부 세라믹 플레이트와 연결되고 상기 지르코니아 코팅층의 내측벽에 삽입 형성하되 상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 일정 간격 이격되게 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트를 형성하는 단계; 상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트 사이의 이격된 공간에 저밀도의 예비성형체를 장입하고, 상기 장입된 예비성형체 위에 고밀도의 기지재를 장입하는 단계; 및 상기 하우징 내부를 가압하여 상기 예비성형체 내부에 기지재가 함침된 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 예비성형체의 부유를 방지하여 예비성형체의 상부영역이 미함침되는 문제점을 해결할 수 있고, 예비성형체의 부유로 인한 함침재 크랙 발생을 방지할 수 있는 효과를 가진다. 또한, 함침재의 하부 영역에 존재하는 기지재의 두께의 불균일을 해소하여 추후 기계적 가공이 용이한 장점이 있다.The present invention relates to a method for preventing floating of a reinforcing reinforcing preform and a mold for preventing floating of the reinforcing reinforcing preform, and more particularly to a mold for preventing floating of a reinforcement preform having a zirconia coating layer formed on an inner wall of a housing for pressurizing impregnation, step; A ceramic plate for preventing floating of the reinforcement preform is formed on the inner wall of the zirconia coating layer and spaced apart from the bottom of the zirconia coating layer by being connected to the upper ceramic plate, step; Charging a low density preform into a spaced space between the bottom surface of the zirconia coating layer and the ceramic plate for preventing floating of the preform, and charging the preform with a high density; And pressing the inside of the housing to form a mixture impregnated with the matrix in the preform.
According to the present invention, it is possible to prevent the floating of the preform to prevent the upper region of the preform from being impregnated, and it is possible to prevent cracking of the impregnation material due to floating of the preform. In addition, there is an advantage that the unevenness in the thickness of the matrix existing in the lower region of the impregnation member is eliminated, and mechanical machining is facilitated later.

Description

가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법 및 부유 방지용 몰드{Method for preventing preform of reinforcements for pressure-impregnation from floating and mold for preventing floating} FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for preventing floatation of a reinforcing preform and a mold for preventing floating,

본 발명은 강화재 예비성형체의 부유를 방지하여 예비성형체의 상부영역이 미함침되는 문제점을 해결할 수 있고, 예비성형체의 부유로 인한 함침재 크랙 발생을 방지할 수 있는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법 및 부유 방지용 몰드에 관한 것이다.The present invention can solve the problem that the upper region of the preform is not impregnated by preventing floating of the reinforcement preform, and is capable of preventing cracking of the impregnation material due to suspension of the preform. And a mold for preventing floating.

써멧(cermet)이란 세라믹(cermaic)과 금속(metal)의 합성어로서, 넓은 범위로 금속과 합금이 기지(Matrix)가 되며, 이에 세라믹 입자가 포함되어, 금속과 세라믹의 장점을 함께 지닌 재료를 말한다. 써멧 소재는 제조상 절삭 공구계에 가장 폭넓게 사용되는 초경합금(Cemented carbide)과 구별된다. 종래 기술 상의 써멧은 초경합금과 비교하여, 현저히 낮은 강도와 인성으로 적용상 한계가 있었으며, 이를 해결하기 위해서 기지 함량을 증가시키고, 이에 따른 경도의 감소를 기지상의 열처리 강화로 보상 가능한 개선형 써멧이 개발되었다. 개선형 써멧은 세라믹 입자 분말과 개별(individual elemenet) 또는 합금화(pre-alloyed) 분말이 혼합 후 성형 소결(sintering) 단계를 거쳐 제조되며, 이와 같이 제조된 소재는 원료 분말의 특성과 소결 단계 등의 제조 조건에 따라 내마모성과 인성이 크게 변화된다. A cermet is a compound of cermaic and metal. It refers to a material that has a wide range of metals and alloys that are matrices and contain ceramic particles, and that have the merits of metals and ceramics. . The cemented carbide is distinguished from the cemented carbide most widely used in manufacturing cutting tools. Compared with cemented carbide of the prior art, there is a limit in application due to remarkably low strength and toughness. To solve this problem, the improved type thermome which can increase the base content and compensate the reduction of the hardness by the heat treatment enhancement on the base . The improved type of cermet is manufactured by mixing ceramic powder and individual elemenet or pre-alloyed powders through a sintering step. The material thus prepared is characterized by the characteristics of the raw powder and the sintering step. Wear resistance and toughness are largely changed depending on manufacturing conditions.

써멧을 제조하는 방식은 소결 단계를 이용한 분말야금 외에도 주조(casting) 단계와 목적하는 제품의 형상을 먼저 기공율(porosity)이 큰 예비성형체(pre-form) 형태로 제작, 기지 합금을 액상으로 하여 예비성형체에 가압 침투시켜 제조하는 용융가압 함침(pressure infiltration)법 등이 있다. 여러 가지 제조법 중 분말야금법은, 높은 기지금속 가격 및 난삭재 가공으로 고비용을 요구하며, 제품 형상이 단순하며, 크기에 한계가 있고, 단계가 복잡하고, 액상단계 대비 높은 투자 설비비가 요구되는 단점이 있다. In addition to the powder metallurgy using the sintering step, the method of producing the thermite is also characterized in that the casting step and the shape of the desired product are first formed in the form of a pre-form having a large porosity, A pressure infiltration method in which a molded body is pressed and infiltrated, and the like. Powder metallurgy method among various manufacturing methods requires a high cost due to high base metal price and difficult material processing, has a simple product shape, has a limited size, has complicated steps, and requires a high investment facility cost compared to a liquid phase .

도 2는 종래의 함침용 몰드에 예비성형체 및 기지재를 가압 함침하여 제조된 함침재의 모식도이다.2 is a schematic view of a conventional impregnation material produced by press-impregnating a preform and a matrix onto a mold for impregnation.

도 2를 참조하면, 종래의 함침용 몰드는 원재료를 일정한 형태로 수용할 수 있는 상면이 개방된 가압 함침용 하우징의 내벽에 예비성형체 및 기지재를 순서대로 장입하여 가압함으로써 함침재를 제조한다. 이때, 예비성형체와 기지재의 밀도 차이에 의하여 예비성형체의 부유 현상이 발생된다. 예컨대, TiC 예비성형체의 밀도가 4.9g/cm3이고, 기지재인 SDK 11의 밀도가 7.8g/cm3인 경우, 종래의 함침용 몰드에서 가압 함침하면 밀도가 낮은 TiC 예비성형체의 일부가 기지재인 SKD 11의 상부로 부유하게 된다.Referring to FIG. 2, a conventional impregnating mold is manufactured by filling a preform and a matrix material into an inner wall of a housing for pressurization and impregnation, the upper surface of which is capable of receiving a raw material in a predetermined form, and pressing them in order. At this time, a floating phenomenon of the preform occurs due to the difference in density between the preform and the matrix. For example, when the density of the TiC preform is 4.9 g / cm 3 and the density of the SDK 11 is 7.8 g / cm 3 , the pressure impregnation in the conventional impregnation mold results in a part of the TiC preform having a low density SKD 11.

이로 인해 예비성형체 상부영역의 미함침, 제조된 함침재의 크랙 생성, 함침재 하부 영역에서 기지재의 두께 불균일의 문제가 발생된다.As a result, there arises a problem of non-impregnation of the upper region of the preform, cracking of the impregnation material thus produced, and thickness unevenness of the base material in the lower region of the impregnation material.

본 발명의 목적은 강화재 예비성형체의 부유를 방지하여 예비성형체의 상부영역이 미함침되는 문제점을 해결할 수 있고, 예비성형체의 부유로 인한 함침재 크랙 발생을 방지할 수 있는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법 및 부유 방지용 몰드를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a pressurized impregnation reinforcement preform capable of preventing the floating of the preform to prevent the impregnation of the upper region of the preform and preventing cracking of the impregnation material due to floating of the preform. A floating prevention method and a mold for preventing floating.

본 발명의 다른 목적은 함침재의 하부 영역에 존재하는 기지재의 두께의 불균일을 해소하여 추후 기계적 가공이 용이한 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법 및 부유 방지용 몰드를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a float prevention method and a mold for preventing floatation of a reinforcing preform for pressurized impregnation in which the thickness irregularity of the matrix existing in the lower region of the impregnation material is eliminated to facilitate subsequent mechanical processing.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법은, 원재료를 일정한 형태로 수용할 수 있는 상면이 개방된 가압 함침용 하우징의 내벽에 지르코니아 코팅층을 형성하는 단계; 상기 하우징의 상부에 상부 세라믹 플레이트를 배치하고, 상기 상부 세라믹 플레이트와 연결되고 상기 지르코니아 코팅층의 내측벽에 삽입 형성하되 상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 일정 간격 이격되게 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트를 형성하는 단계; 상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트 사이의 이격된 공간에 저밀도의 예비성형체를 장입하고, 상기 장입된 예비성형체 위에 고밀도의 기지재를 장입하는 단계; 및상기 하우징 내부를 가압하여 상기 예비성형체 내부에 기지재가 함침된 혼합물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of preventing floating of a reinforcement preform for pressurizing impregnation, comprising the steps of: forming a zirconia coating layer on an inner wall of a housing for pressurizing impregnation, ; A ceramic plate for preventing floating of the reinforcement preform is formed on the inner wall of the zirconia coating layer and spaced apart from the bottom of the zirconia coating layer by being connected to the upper ceramic plate, step; Charging a low-density preform into a spaced-apart space between the bottom surface of the zirconia coating layer and the ceramic plate for preventing floating of the preform, and charging the preform with a high density; And pressing the inside of the housing to form a mixture impregnated with the matrix in the preform.

본 발명에 따른 부유 방지 방법의 일 실시예에 있어서, 상기 지르코니아 코팅층은 지르코니아 및 알루미나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the anti-float method according to the present invention, the zirconia coating layer may comprise zirconia and alumina.

본 발명에 따른 부유 방지 방법의 일 실시예에 있어서, 상기 예비성형체의 밀도는 4.5 g/cm3 내지 5.5 g/cm3이고, 상기 기지재의 밀도는 7.0 g/cm3 내지 8.0 g/cm3 인 것이 바람직하다.In one embodiment of the floating prevention method according to the invention, the density of the preform is 4.5 g / cm 3 to 5.5 g / cm 3, the density of material the base is 7.0 g / cm 3 to 8.0 g / cm 3 of .

본 발명에 따른 부유 방지 방법의 일 실시예에 있어서, 가압하여 혼합물을 형성하는 단계는, 온도 1,500 내지 1,700 ℃ 및 대기압 이상 100기압 이하의 압력에서 가압 함침하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the float prevention method according to the present invention, the step of pressurizing and forming the mixture is characterized by pressurized impregnation at a temperature of from 1,500 to 1,700 DEG C and a pressure of not less than 100 atm.

본 발명에 따른 부유 방지 방법의 일 실시예에 있어서, 상기 예비성형체는 STD 11, STD 61, SKH 2 및 SKH 9로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는 공구강계 분말, 티타늄카바이드(TiC) 및 고분자수지를 포함하고 50% 미만의 체적율을 갖는 탄화물폼이 채택된 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the suspension preventing method according to the present invention, the preform is a tool steel powder containing at least one selected from the group consisting of STD 11, STD 61, SKH 2 and SKH 9, titanium carbide (TiC) And a carbide foam containing a polymer resin and having a volume fraction of less than 50%.

본 발명에 따른 부유 방지 방법의 일 실시예에 있어서, 상기 기지재는 상기 공구강계 분말과 동일한 금속으로 이루어지고, 상기 강화재 예비성형체 내부에 가압 함침되어 형성될 수 있다.In one embodiment of the float prevention method according to the present invention, the base material may be made of the same metal as the tool steel powder, and may be formed by pressure-impregnating the inside of the preform.

본 발명에 따른 부유 방지 방법의 일 실시예에 있어서, 상기 세라믹은 MgO, AlN 또는 보론 나이트라이드(Boron Nitride) 일 수 있다.In one embodiment of the float prevention method according to the present invention, the ceramic may be MgO, AlN or boron nitride.

또한, 본 발명에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드는, 원재료를 일정한 형태로 수용할 수 있는 상면이 개방된 가압 함침용 하우징; 상기 하우징의 내벽에 형성된 지르코니아 코팅층; 상기 하우징의 상부에 형성된 상부 세라믹 플레이트; 및 상기 상부 세라믹 플레이트와 연결되고 상기 지르코니아 코팅층의 내측벽에 삽입 형성하되 상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 일정 간격 이격되게 형성된 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트를 포함하고, 상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트 사이의 이격된 공간에 저밀도의 예비성형체가 장입되고 상기 장입된 예비성형체 위에 고밀도의 기지재가 장입되어 상기 예비성형체 내부에 기지재가 함침된 혼합물을 형성하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a mold for preventing floating of a reinforcement preform for pressurizing impregnation according to the present invention, comprising: a pressurization impregnation housing having an open top surface capable of receiving a raw material in a predetermined form; A zirconia coating layer formed on an inner wall of the housing; An upper ceramic plate formed on the upper portion of the housing; And a ceramic plate for preventing floating of the preform formed by being inserted into the inner wall of the zirconia coating layer and spaced apart from the bottom of the zirconia coating layer, the ceramic plate being connected to the upper ceramic plate, A low density preform is charged in a space between the ceramic plates for preventing mold floating and the high density matrix is charged on the charged preform to form a mixture impregnated with the matrix in the preform.

본 발명에 따른 부유 방지용 몰드의 일 실시예에 있어서, 상기 지르코니아 코팅층은 지르코니아 및 알루미나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the anti-flooding mold according to the present invention, the zirconia coating layer may comprise zirconia and alumina.

본 발명에 따른 부유 방지용 몰드의 일 실시예에 있어서, 상기 예비성형체의 밀도는 4.5 g/cm3 내지 5.5 g/cm3이고, 상기 기지재의 밀도는 7.0 g/cm3 내지 8.0 g/cm3 인 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the mold for preventing float according to the present invention, the density of the preform is 4.5 g / cm 3 to 5.5 g / cm 3 and the density of the matrix is 7.0 g / cm 3 to 8.0 g / cm 3 .

본 발명에 따른 부유 방지용 몰드의 일 실시예에 있어서, 상기 예비성형체 내부에 기지재가 함침된 혼합물을 형성하는 것은, 온도 1,500 내지 1,700 ℃ 및 대기압 이상 100기압 이하의 압력에서 가압 함침하여 혼합물을 형성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the mold for preventing floatation according to the present invention, forming the mixture impregnated with the matrix in the preform is performed by pressurizing impregnation under a pressure of atmospheric pressure to 100 atm at a temperature of 1,500 to 1,700 ° C to form a mixture .

본 발명에 따른 부유 방지용 몰드의 일 실시예에 있어서, 상기 예비성형체는 STD 11, STD 61, SKH 2 및 SKH 9로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는 공구강계 분말, 티타늄카바이드(TiC) 및 고분자수지를 포함하고 50% 미만의 체적율을 갖는 탄화물폼이 채택된 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the anti-flooding mold according to the present invention, the preform is a tool steel powder containing at least one selected from the group consisting of STD 11, STD 61, SKH 2 and SKH 9, titanium carbide (TiC) And a carbide foam containing a polymer resin and having a volume fraction of less than 50%.

본 발명에 따른 부유 방지용 몰드의 일 실시예에 있어서, 상기 기지재는 상기 공구강계 분말과 동일한 금속으로 이루어지고, 상기 강화재 예비성형체 내부에 가압 함침되어 형성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the mold for preventing float according to the present invention, the base material is made of the same metal as the tool steel powder, and is pressurized and impregnated in the inside of the preform.

본 발명에 따른 부유 방지용 몰드의 일 실시예에 있어서, 상기 세라믹은 MgO, AlN 또는 보론 나이트라이드(Boron Nitride)인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the anti-flooding mold according to the present invention, the ceramic is MgO, AlN or boron nitride.

본 발명에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법 및 부유 방지용 몰드는 예비성형체의 부유를 방지하여 예비성형체의 상부영역이 미함침되는 문제점을 해결할 수 있고, 예비성형체의 부유로 인한 함침재 크랙 발생을 방지할 수 있는 효과를 가진다.The float prevention method and floating preventive mold of the reinforcement preform for pressurizing impregnation according to the present invention can prevent floating of the preform to prevent the upper region of the preform from being impregnated and prevent impregnation of the preform by cracking It is possible to prevent the occurrence of such a problem.

또한, 함침재의 하부 영역에 존재하는 기지재의 두께의 불균일을 해소하여 추후 기계적 가공이 용이한 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the unevenness in the thickness of the matrix existing in the lower region of the impregnation member is eliminated, and mechanical machining is facilitated later.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 가압 함침 공정의 모식도이다.
도 2는 종래의 함침용 몰드에 예비성형체 및 기지재를 가압 함침하여 제조된 함침재의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드의 구조에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드로 제조된 함침재의 단면 사진이다.1 is a schematic diagram of a melt pressurizing impregnation process according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of a conventional impregnation material produced by press-impregnating a preform and a matrix onto a mold for impregnation.
3 is a cross-sectional view of a structure of a mold for preventing floating of a preform for pressurized impregnation according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional photograph of an impregnation material made of a mold for preventing floatation of a preform for pressurization impregnation according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix " module " and " part " for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 가압 함침 공정의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a melt pressurizing impregnation process according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 탄화물 체적율이 제어된 내마모용 써멧(100)은 강화재 예비성형체(200) 및 기지재(300)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a carbide volume rate controlled abrasion resistant thermometer 100 includes a reinforcement preform 200 and a matrix 300.

강화재 예비성형체(200)는 STD 11, STD 61, SKH 2 및 SKH 9로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는 공구강계 분말, 티타늄카바이드(TiC) 및 고분자수지를 포함한다. The reinforcement preform 200 includes a tool steel powder, titanium carbide (TiC), and a polymer resin including at least one selected from the group consisting of STD 11, STD 61, SKH 2, and SKH 9.

상기 공구강계 분말은 스테인레스 합금계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 스테인레스 합금계는 마르텐사이트형 또는 석출경화형일 수 있다.The tool steel-based powder may be a stainless steel-based powder, but is not limited thereto. The stainless alloy system may be of the martensite type or precipitation hardening type.

STD 11 및 STD 61은 합금공구강 재료로 주성분으로 Fe, C, Si, Mn, P, S, Cr, Mo, V 등을 포함한다. SKH 2 및 SKH9는 고속도강이다. STD 11 and STD 61 are alloying tool steel materials and include Fe, C, Si, Mn, P, S, Cr, Mo and V as main components. SKH 2 and SKH 9 are high-speed steel.

본 발명에 따른 공구강계 분말은 써멧 제조 공정 중에서 소결 후에 바인더 역할을 함으로써 예비성형체의 강도를 증가시킬 수 있고, 함침시 열충격 등으로 인한 예비성형체의 파손을 억제하는 효과를 가진다. 이로 인해 본 발명에 따른 강화재 예비성형체(200)는 50% 미만의 체적율을 갖는 탄화물폼이 채택될 수 있다. 탄화물의 체적율이 50% 미만이 될 경우 기계적 가공이 용이하고, 압연롤 또는 가이드롤 등에 적용이 가능하며, 열처리를 통한 경도 제어가 가능하다. The tool steel based powder according to the present invention can increase the strength of the preform by acting as a binder after sintering in the process of manufacturing the thermometer and has the effect of suppressing breakage of the preform due to thermal shock or the like during impregnation. As a result, the reinforcing preform 200 according to the present invention can employ a carbide foam having a volume fraction of less than 50%. When the volume percentage of the carbide is less than 50%, mechanical working is easy, and it is applicable to a rolling roll or a guide roll, and hardness can be controlled by heat treatment.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드의 구조에 대한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드로 제조된 함침재의 단면 사진이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a mold for preventing floatation of a preform for pressurizing impregnation according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of a mold for preventing floatation of a preform for pressurizing impregnation according to an embodiment of the present invention, Sectional view of the impregnated material produced.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드는, 가압 함침용 하우징(10), 지르코니아 코팅층(20), 상부 세라믹 플레이트(30) 및 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트(40)를 포함한다.3, the mold for preventing the pressurization impregnation reinforcement preform according to the present invention includes a housing 10 for pressurizing impregnation, a zirconia coating layer 20, an upper ceramic plate 30, (40).

가압 함침용 하우징(10)은 원재료를 일정한 형태로 수용할 수 있고, 상면이 개방된 형태를 구비한다.The housing 10 for pressurized impregnation has a form in which the raw material can be received in a certain form and the top surface is opened.

지르코니아 코팅층(20)은 상기 하우징(10)의 내벽에 형성된다. The zirconia coating layer 20 is formed on the inner wall of the housing 10.

상부 세라믹 플레이트(30)는 상기 하우징(10)의 상부에 형성된다.An upper ceramic plate 30 is formed on the upper portion of the housing 10.

강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트(40)는 상기 상부 세라믹 플레이트(30)와 연결되고 상기 지르코니아 코팅층(20)의 내측벽에 삽입 형성하되 상기 지르코니아 코팅층(20)의 저면부와 일정 간격 이격되게 형성된다.The ceramic plate 40 for preventing reinforcement preform is connected to the upper ceramic plate 30 and inserted into the inner wall of the zirconia coating layer 20 so as to be spaced apart from the bottom of the zirconia coating layer 20 .

이때, 상기 지르코니아 코팅층(20)의 저면부와 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트(40) 사이의 이격된 공간에 저밀도의 예비성형체(50)가 장입되고 상기 장입된 예비성형체(50) 위에 고밀도의 기지재(60)가 장입되어 상기 예비성형체(50) 내부에 기지재(60)가 함침되어 혼합물이 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, a low-density preform 50 is charged into the space between the bottom surface of the zirconia coating layer 20 and the ceramic plate 40 for preventing floating of the preform 40, and a high-density base The ash 60 is charged and the matrix 60 is impregnated in the preform 50 to form a mixture.

상기 지르코니아 코팅층(20)은 지르코니아 및 알루미나를 포함할 수 있다.The zirconia coating layer 20 may include zirconia and alumina.

상기 예비성형체(50)의 밀도는 4.5 g/cm3 내지 5.5 g/cm3이고, 상기 기지재(60)의 밀도는 7.0 g/cm3 내지 8.0 g/cm3 인 것을 특징으로 한다. 도 3을 참조하면, 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트(40) 하부의 공간에 저밀도의 예비성형체(50)가 장입되고, 그 위에 고밀도의 기지재(60)가 장입됨으로써, 가압후에도 하부에 존재하는 저밀도의 예비성형체(50)의 부유가 방지된다.The density of the preform 50 is 4.5 g / cm 3 to 5.5 g / cm 3 , and the density of the matrix 60 is 7.0 g / cm 3 to 8.0 g / cm 3 . Referring to FIG. 3, a low-density preform 50 is loaded in a space below the ceramic plate 40 for preventing floating of the preform for reinforcement, and a high-density matrix 60 is loaded on the premixer 60, The floating of the low-density preform 50 is prevented.

상기 예비성형체(50) 내부에 기지재(60)가 함침된 혼합물을 형성하는 것은, 온도 1,500 내지 1,700 ℃ 및 대기압 이상 100기압 이하의 압력에서 가압 함침하여 혼합물이 형성된다.In order to form a mixture impregnated with the matrix material 60 in the preform 50, the mixture is formed by pressure impregnation at a temperature of 1,500 to 1,700 DEG C and a pressure of not less than 100 atm.

상기 예비성형체(50)는 STD 11, STD 61, SKH 2 및 SKH 9로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는 공구강계 분말, 티타늄카바이드(TiC) 및 고분자수지를 포함하고 50% 미만의 체적율을 갖는 탄화물폼이 채택되는 것이 바람직하다.The preform (50) comprises a tool steel powder, at least one selected from the group consisting of STD 11, STD 61, SKH 2 and SKH 9, titanium carbide (TiC) and a polymer resin, It is preferable to adopt a carbide foam having a high specific gravity.

상기 기지재(60)는 상기 공구강계 분말과 동일한 금속으로 이루어지고, 상기 강화재 예비성형체(50) 내부에 가압 함침되어 형성될 수 있다.The matrix 60 may be made of the same metal as the powder of the tool steel, and may be formed by impregnating the reinforcing material preform 50 with pressure.

상기 세라믹은 MgO, AlN 또는 보론 나이트라이드(Boron Nitride)인 것이 바람직하나, 이에 제한 되는 것은 아니다.The ceramic is preferably MgO, AlN or boron nitride, but is not limited thereto.

이와 같은 본 발명에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법은, 원재료를 일정한 형태로 수용할 수 있는 상면이 개방된 가압 함침용 하우징(10)의 내벽에 지르코니아 코팅층(20)을 형성하는 단계(S10); 상기 하우징(10)의 상부에 상부 세라믹 플레이트(30)를 배치하고, 상기 상부 세라믹 플레이트(30)와 연결되고 상기 지르코니아 코팅층(20)의 내측벽에 삽입 형성하되 상기 지르코니아 코팅층(20)의 저면부와 일정 간격 이격되게 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트(40)를 형성하는 단계(S20); 상기 지르코니아 코팅층(20)의 저면부와 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트(40) 사이의 이격된 공간에 저밀도의 예비성형체(50)를 장입하고, 상기 장입된 예비성형체(50) 위에 고밀도의 기지재(60)를 장입하는 단계(S40); 및 상기 하우징(10) 내부를 가압하여 상기 예비성형체(50) 내부에 기지재(60)가 함침된 혼합물을 형성하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.According to the present invention, there is provided a method of preventing floatation of a preform for pressurizing impregnation for impregnation according to the present invention, comprising the steps of: forming a zirconia coating layer 20 on the inner wall of a pressurized impregnation housing 10 having an opened top surface capable of receiving a raw material in a predetermined form; (S10); The upper ceramic plate 30 is disposed on the upper portion of the housing 10 and the lower ceramic plate 30 is connected to the upper ceramic plate 30 and inserted into the inner wall of the zirconia coating layer 20, (S20) forming a ceramic plate (40) for preventing reinforcement preform from floating with a predetermined distance from the ceramic plate (40); A low-density preform 50 is charged into a space between the bottom surface of the zirconia coating layer 20 and the ceramic plate 40 for preventing floating of the preform 40. The preform 50 is filled with a high- (S40); And forming a mixture impregnated with the matrix material 60 in the preform 50 by pressing the inside of the housing 10 (S50).

여기서 S10단계에 따른 지르코니아 코팅층(20)을 형성하는 단계는 원재료를 일정한 형태로 수용할 수 있는 상면이 개방된 가압 함침용 하우징(10)의 내벽에 지르코니아 코팅층(20)을 형성한다. 이때, 상기 지르코니아 코팅층(20)은 지르코니아 및 알루미나를 포함할 수 있다.Here, the step of forming the zirconia coating layer 20 according to the step S10 forms a zirconia coating layer 20 on the inner wall of the housing 10 for pressurized impregnation, the top surface of which can accommodate the raw material in a certain form. At this time, the zirconia coating layer 20 may include zirconia and alumina.

그리고, S20단계에 따른 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트(40)를 형성하는 단계는 상기 하우징(10)의 상부에 상부 세라믹 플레이트(30)를 배치하고, 상기 상부 세라믹 플레이트(30)와 연결되고 상기 지르코니아 코팅층(20)의 내측벽에 삽입 형성하되 상기 지르코니아 코팅층(20)의 저면부와 일정 간격 이격되게 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트(40)를 형성한다.The step of forming the ceramic plate 40 for preventing floating of the reinforcing material preliminary molded body according to the step S20 may include disposing the upper ceramic plate 30 on the upper portion of the housing 10 and connecting the upper ceramic plate 30 to the upper ceramic plate 30, A ceramic plate 40 for preventing floating of the reinforcement preform is formed on the inner wall of the zirconia coating layer 20 so as to be spaced apart from the bottom of the zirconia coating layer 20 by a predetermined distance.

강화재 예비성형체(50)는 STD 11, STD 61, SKH 2 및 SKH 9로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는 공구강계 분말, 티타늄카바이드(TiC) 및 고분자수지를 포함하고 50% 미만의 체적율을 갖는 탄화물폼이 채택된 것을 특징으로 한다. 상기 세라믹은 MgO, AlN 또는 보론 나이트라이드(Boron Nitride) 일 수 있다.The reinforcement preform (50) comprises a tool steel powder, at least one selected from the group consisting of STD 11, STD 61, SKH 2 and SKH 9, titanium carbide (TiC) and a polymer resin, Characterized in that a carbide foam having a high specific gravity is adopted. The ceramic may be MgO, AlN or Boron Nitride.

다음으로, S30단계에 따른 고밀도의 기지재를 장입하는 단계는 상기 지르코니아 코팅층(20)의 저면부와 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트(40) 사이의 이격된 공간에 저밀도의 예비성형체(50)를 장입하고, 상기 장입된 예비성형체(50) 위에 고밀도의 기지재(60)를 장입한다. Next, the step of loading the high-density matrix according to the step S30 is performed by placing a low-density preform 50 in a spaced space between the bottom surface of the zirconia coating layer 20 and the ceramic plate 40 for preventing floating of the preform And the high-density matrix material 60 is loaded on the charged preform 50.

상기 기지재(60)는 상기 공구강계 분말과 동일한 금속으로 이루어지고, 상기 강화재 예비성형체(50) 내부에 가압 함침되어 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 부유 방지 방법의 일 실시예에 있어서, 상기 예비성형체(50)의 밀도는 4.5 g/cm3 내지 5.5 g/cm3이고, 상기 기지재(60)의 밀도는 7.0 g/cm3 내지 8.0 g/cm3 인 것이 바람직하다.The matrix 60 may be made of the same metal as the powder of the tool steel, and may be formed by impregnating the reinforcing material preform 50 with pressure. In one embodiment of the float prevention method according to the present invention, the density of the preform 50 is 4.5 g / cm 3 to 5.5 g / cm 3 , the density of the matrix 60 is 7.0 g / cm 3 To 8.0 g / cm < 3 >.

이어서, S40에 따른 혼합물을 형성하는 단계는 상기 하우징(10) 내부를 가압하여 상기 예비성형체(50) 내부에 기지재(60)가 함침된 혼합물을 형성한다. 이때, 온도 1,500 내지 1,700 ℃ 및 대기압 이상 100기압 이하의 압력에서 가압 함침하는 것이 바람직하다. Subsequently, the step of forming the mixture according to S40 pressurizes the inside of the housing 10 to form a mixture impregnated with the matrix 60 in the preform 50. [ At this time, it is preferable to perform pressure impregnation at a temperature of 1,500 to 1,700 DEG C and a pressure of 100 atm or more and atmospheric pressure or more.

이와 같은 본 발명에 따른 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법 및 부유 방지용 몰드는 예비성형체(50)의 부유를 방지하여 예비성형체(50)의 상부영역이 미함침되는 문제점을 해결할 수 있고, 예비성형체(50)의 부유로 인한 함침재 크랙 발생을 방지할 수 있는 효과를 가진다. 또한, 함침재의 하부 영역에 존재하는 기지재(60)의 두께의 불균일을 해소하여 추후 기계적 가공이 용이한 장점이 있다.The method of preventing floatation of the preform for pressurized impregnation according to the present invention and the mold for preventing float prevent the floating of the preform 50 to solve the problem that the upper region of the preform 50 is not impregnated, It is possible to prevent cracking of the impregnation material due to floating of the molded body 50. [ In addition, there is an advantage that the thickness irregularity of the matrix material 60 existing in the lower region of the impregnation material is eliminated, and mechanical machining is facilitated later.

한편, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.On the contrary, the foregoing detailed description is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

10: 하우징 20: 지르코니아 코팅층
30: 상부 세라믹 플레이트
40, 42, 44: 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트
50: 예비 성형체 60: 10: housing 20: zirconia coating layer
30: Upper ceramic plate
40, 42, 44: Prefabricated preformed ceramic plate for preventing floating
50: preform 60:

Claims (14)

원재료를 일정한 형태로 수용할 수 있는 상면이 개방된 가압 함침용 하우징의 내벽에 지르코니아 코팅층을 형성하는 단계;
상기 하우징의 상부에 상부 세라믹 플레이트를 배치하고, 상기 상부 세라믹 플레이트와 연결되고 상기 지르코니아 코팅층의 내측벽에 삽입 형성하되 상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 일정 간격 이격되게 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트를 형성하는 단계;
상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트 사이의 이격된 공간에 저밀도의 예비성형체를 장입하고, 상기 장입된 예비성형체 위에 고밀도의 기지재를 장입하는 단계; 및
상기 하우징 내부를 가압하여 상기 예비성형체 내부에 기지재가 함침된 혼합물을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 예비성형체는 STD 11, STD 61, SKH 2 및 SKH 9로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는 공구강계 분말, 티타늄카바이드(TiC) 및 고분자수지를 포함하는 탄화물폼이고,
상기 기지재는 상기 공구강계 분말과 동일한 금속으로 이루어지며,
상기 혼합물을 형성하는 단계는, 온도 1,500 내지 1,700 ℃및 대기압 이상 100기압 이하의 압력에서 가압 함침하는 것을 특징으로 하는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법.
Forming a zirconia coating layer on an inner wall of a housing for pressurized impregnation, the upper surface of which is capable of receiving a raw material in a predetermined form;
A ceramic plate for preventing floating of the reinforcement preform is formed on the inner wall of the zirconia coating layer and spaced apart from the bottom of the zirconia coating layer by being connected to the upper ceramic plate, step;
Charging a low-density preform into a spaced-apart space between the bottom surface of the zirconia coating layer and the ceramic plate for preventing floating of the preform, and charging the preform with a high density; And
And pressing the inside of the housing to form a mixture impregnated with the matrix in the preform,
Wherein the preform is a carbide foam comprising at least one selected from the group consisting of STD 11, STD 61, SKH 2 and SKH 9, a powder of a tool steel, titanium carbide (TiC) and a polymer resin,
The base material is made of the same metal as the tool steel powder,
Wherein the step of forming the mixture comprises pressurizing impregnation at a temperature of from 1,500 to 1,700 DEG C and a pressure of not less than 100 atm and not less than atmospheric pressure.
제1항에 있어서,
상기 지르코니아 코팅층은 지르코니아 및 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the zirconia coating layer comprises zirconia and alumina. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 예비성형체의 밀도는 4.5 g/cm3 내지 5.5 g/cm3이고, 상기 기지재의 밀도는 7.0 g/cm3 내지 8.0 g/cm3 인 것을 특징으로 하는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the density of the preform is from 4.5 g / cm 3 to 5.5 g / cm 3 , and the density of the matrix is from 7.0 g / cm 3 to 8.0 g / cm 3 . .
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 세라믹은 MgO, AlN 또는 보론 나이트라이드(Boron Nitride)인 것을 특징으로 하는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramic is MgO, AlN or boron nitride. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
원재료를 일정한 형태로 수용할 수 있는 상면이 개방된 가압 함침용 하우징;
상기 하우징의 내벽에 형성된 지르코니아 코팅층;
상기 하우징의 상부에 형성된 상부 세라믹 플레이트; 및
상기 상부 세라믹 플레이트와 연결되고 상기 지르코니아 코팅층의 내측벽에 삽입 형성하되 상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 일정 간격 이격되게 형성된 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트;
를 포함하고,
상기 지르코니아 코팅층의 저면부와 강화재 예비성형체 부유방지용 세라믹 플레이트 사이의 이격된 공간에 저밀도의 예비성형체가 장입되고 상기 장입된 예비성형체 위에 고밀도의 기지재가 장입되어 온도 1,500 내지 1,700 ℃및 대기압 이상 100기압 이하의 압력에서 상기 예비성형체 내부에 기지재가 가압 함침되어 혼합물이 형성되는 것을 특징으로 하고,
상기 예비성형체는 STD 11, STD 61, SKH 2 및 SKH 9로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는 공구강계 분말, 티타늄카바이드(TiC) 및 고분자수지를 포함하는 탄화물폼이고, 상기 기지재는 상기 공구강계 분말과 동일한 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드.
A housing for pressurized impregnation having an opened top surface capable of receiving a raw material in a predetermined form;
A zirconia coating layer formed on an inner wall of the housing;
An upper ceramic plate formed on the upper portion of the housing; And
A ceramic plate for preventing floating of the reinforcement preform, which is connected to the upper ceramic plate and inserted into the inner wall of the zirconia coating layer so as to be spaced apart from the bottom of the zirconia coating layer;
Lt; / RTI >
A low-density preform is charged into a spaced space between the bottom of the zirconia coating layer and the ceramic plate for preventing floating of the preform, and the high-density base material is charged on the charged preform to a temperature of 1,500 to 1,700 ° C, The base material is pressure-impregnated in the interior of the preform to form a mixture,
Wherein the preform is a carbide foam comprising at least one selected from the group consisting of STD 11, STD 61, SKH 2 and SKH 9, titanium carbide powder (TiC) and a polymer resin, Wherein the mold is made of the same metal as the tool steel powder.
제8항에 있어서,
상기 지르코니아 코팅층은 지르코니아 및 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드.
9. The method of claim 8,
Wherein the zirconia coating layer comprises zirconia and alumina. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제8항에 있어서,
상기 예비성형체의 밀도는 4.5 g/cm3 내지 5.5 g/cm3이고, 상기 기지재의 밀도는 7.0 g/cm3 내지 8.0 g/cm3 인 것을 특징으로 하는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드.
9. The method of claim 8,
Wherein the preform has a density of 4.5 g / cm 3 to 5.5 g / cm 3 , and the density of the matrix is 7.0 g / cm 3 to 8.0 g / cm 3 . .
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 세라믹은 MgO, AlN 또는 보론 나이트라이드(Boron Nitride)인 것을 특징으로 하는 가압 함침용 강화재 예비성형체의 부유 방지용 몰드.9. The method of claim 8,
Wherein the ceramic is MgO, AlN or boron nitride. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
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