KR102450430B1 - Cemented carbide for cutting tools - Google Patents

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Abstract

본 발명은 WC가 포함된 경질상, Co, Ni 및 Fe 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 결합상 및 분말 상태의 고용 금속(M1M2...Mn)이 결합되어 이루어지는 합금에 있어서, 상기 고용 금속은 C, N이 1중량%이하 함유된 금속원소인 것을 특징으로 하는 절삭공구용 초경합금에 관한 것이다. The present invention is a hard phase containing WC, a bonding phase containing one or more materials selected from Co, Ni and Fe, and a solid solution metal in a powder state (M 1 M 2 ... M n ) In an alloy formed by bonding , The solid solution metal relates to a cemented carbide for a cutting tool, characterized in that the C, N is a metal element containing 1% by weight or less.

Description

절삭공구용 초경합금{Cemented carbide for cutting tools}Cemented carbide for cutting tools

본 발명은 절삭공구용 초경합금에 관한 것으로, 바람직하게는 HCP 주상과 FCC 부속상의 분율을 조절하여 고온 항절력을 강화한 절삭공구용 초경합금에 관한 관한 것이다.The present invention relates to a cemented carbide for a cutting tool, and preferably to a cemented carbide for a cutting tool in which the high-temperature bending strength is enhanced by controlling the fractions of the HCP main phase and the FCC auxiliary phase.

절삭가공에 쓰이는 금속도구들은 주로 초경합금, 써메트(cermet), 기타 특수강 등을 사용하거나 또는 세라믹스로 가공된 공구를 사용하고 있다. 그 중 초경합금은 경질의 텅스텐 탄화물(WC)입자를 Co, Ni 및 Fe등으로 제공되는 결합상과 혼합하여 제조되는 합금재로 경도가 높고 인성이 강하여 금속 또는 높은 인성을 가진 세라믹을 가공할 때 통상적으로 사용되고 있다. Metal tools used for cutting are mainly made of cemented carbide, cermet, or other special steel, or tools made of ceramics. Among them, cemented carbide is an alloy material manufactured by mixing hard tungsten carbide (WC) particles with a bonding phase provided such as Co, Ni and Fe. is being used as

절삭공구용 금속재료로는 일반적으로 경도와 내마모성이 우수한 재료를 선택하는 것이 우선이지만, 절삭 과정중에 마찰로 인해 발생되는 약 1,000℃ 이상의 고온환경에 지속적으로 노출되고, 표면에 마찰과 산화가 발생하게 되므로, 고온환경에서의 물리적 화학적 안정성을 확보하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. As a metal material for cutting tools, it is generally preferred to select a material with excellent hardness and wear resistance. Therefore, research to secure physical and chemical stability in a high-temperature environment is being actively conducted.

일 예로, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0086457에서는 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf 및 Ta등의 고용금속을 포함한 초경 제조용 고용체 분말을 제안하였으며, 일본 등록특허공보 05482602에는 합금 표면의 결정구조를 변화하여 내열균열성을 강화한 절삭공구 제조 방법을 제안하였다. 본 출원자 역시 대한민국 등록특허공보 제10-1737709호를 통해 초경합금 모재 상에 α-Al2O3을 모재로 하는 경질피막을 형성하는 방법을 제안하였다. 하지만 상업적으로 대량생산이 가능하며, 생산 비용대비 강화 효과가 우수한 초경합금 제조 방법이 요구되고 있다. As an example, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2012-0086457 proposes a solid solution powder for manufacturing carbide containing solid solution metals such as Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf and Ta, and Japanese Patent Publication No. 05482602 discloses an alloy A cutting tool manufacturing method with enhanced thermal crack resistance by changing the crystal structure of the surface was proposed. The present applicant also proposed a method of forming a hard film using α-Al 2 O 3 as a base material on a cemented carbide base material through Korean Patent Registration No. 10-1737709. However, there is a demand for a cemented carbide manufacturing method that can be mass-produced commercially and has an excellent reinforcing effect compared to the production cost.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0086457호 (2012.08.03.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0086457 (2012.08.03.) 일본 등록특허공보 05482602 (2014.02.28.)Japanese Patent Publication No. 05482602 (2014.02.28.) 대한민국 등록특허공보 제10-1737709호 (2017.05.18.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1737709 (2017.05.18.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 C, N이 1중량%이하 함유된 금속원소가 결합상에 고용된 절삭공구용 합금을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an alloy for a cutting tool in which a metal element containing 1 wt% or less of C and N is dissolved in a bonding phase.

또한, 상기 결합상이 HCP및 FCC구조를 동시에 가지며, 그 분율이 70 내지 95인 절삭공구용 합금을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an alloy for cutting tools in which the combined phase has both HCP and FCC structures, and the fraction thereof is 70 to 95.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 WC가 포함된 경질상, Co, Ni 및 Fe 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 결합상 및 분말 상태의 고용 금속(M1M2...Mn)이 결합되어 이루어지는 합금에 있어서, 상기 고용 금속은 C, N이 1중량%이하 함유된 금속원소인 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 합금에 관한 것이다. One aspect of the present invention for achieving the above object is a solid-solution metal (M 1 M 2 ...M in a bonding phase and a powder state comprising at least one material selected from a hard phase including WC, Co, Ni and Fe. n ) in the alloy formed by bonding, the solid solution metal relates to an alloy for a cutting tool, characterized in that the metal element containing C, N 1% by weight or less.

상기 일 양태에 있어, 상기 절삭공구용 초경합금의 표면에서부터 15㎛ 내지 100um 깊이의 단면을 기준으로, 상기 결합상은 조밀육방격자(HCP)의 주상과 면심입방격자(FCC)의 부속상을 가질 수 있다. In the above aspect, based on a cross section of 15 μm to 100 μm depth from the surface of the cemented carbide for the cutting tool, the bonding phase may have a main phase of a dense hexagonal lattice (HCP) and an auxiliary phase of a face-centered cubic lattice (FCC). .

상기 일 양태에 있어, 상기 주상의 분율과 상기 부속상의 분율이 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.In the one aspect, the fraction of the main phase and the fraction of the accessory phase may satisfy the following relational expression (1).

[관계식 1][Relational Expression 1]

70 ≤ HC/(HC+FC) < 9570 ≤ HC/(HC+FC) < 95

(상기 관계식 1에서 HC는 결합상 내 주상의 부피%를 의미하며, FC는 결합상 내 부속상의 부피%를 의미한다)(In Equation 1, HC means the volume % of the main phase in the binding phase, and FC means the volume % of the accessory phase in the binding phase)

상기 일 양태에 있어, 600 내지 800℃에서의 항절력을 CH로 정의하고, 20 내지 30℃에서의 항절력을 CL로 정의할 때, CH/CL 이 60 내지 80일 수 있다. In the above aspect, when the bending force at 600 to 800 ° C is defined as CH and the bending force at 20 to 30 °C is defined as C L , C H /C L may be 60 to 80.

상기 일 양태에 있어, 상기 주상은 상기 부속상에 비해 2배 이상의 부피%를 가질 수 있다.In one aspect, the main phase may have a volume % more than twice that of the accessory phase.

상기 일 양태에 있어, 상기 고용 금속은 Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta 및 V로 이루어진 군에서부터 선택되는 하나 이상의 금속원소일 수 있다. In one aspect, the solid solution metal may be one or more metal elements selected from the group consisting of Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta and V.

상기 일 양태에 있어, 상기 고용 금속은 Cr, Ta 및 Ti로 이루어질 수 있다.In the one aspect, the solid solution metal may be made of Cr, Ta and Ti.

상기 일 양태에 있어, 상기 절삭공구용 초경합금은 하기 관계식 2를 만족할 수 있다. In the one aspect, the cemented carbide for the cutting tool may satisfy the following relational expression (2).

[관계식 2][Relational Expression 2]

1.0 ≤ WCr + WTi ≤ 10.01.0 ≤ W Cr + W Ti ≤ 10.0

(상기 관계식 2에서 WC은 Cr 또는 Cr 함유 합금의 중량%이며, 상기 WT는 Ti 또는 Ti 함유 합금의 중량%이다)(In the above relation 2, W C is Cr or Cr-containing alloy in weight%, and W T is Ti or Ti-containing alloy in weight%)

상기 일 양태에 있어, 상기 절삭공구용 초경합금은, 80 내지 90 중량%의 WC, 5 내지 15중량%의 Co를 바탕으로, Cr 또는 Cr 함유 합금을 0.1 내지 3 중량%, Ta 또는 Ta 함유 합금을 0.9 내지 9.9 중량%, Ti 또는 Ti 함유 합금을 1 내지 10 중량% 및 나머지 불가피한 불순물로 이루어지되, 상기 Cr 또는 Cr 함유 합금과 상기 Ta 또는 Ta 함유 합금이 둘 다 0 중량%이 아닐 수 있다. In the one aspect, the cemented carbide for the cutting tool is based on 80 to 90% by weight of WC, 5 to 15% by weight of Co, 0.1 to 3% by weight of Cr or Cr-containing alloy, Ta or Ta-containing alloy 0.9 to 9.9% by weight, 1 to 10% by weight of Ti or an alloy containing Ti, and the remaining unavoidable impurities, wherein the Cr or alloy containing Cr and the alloy containing Ta or Ta may not both be 0% by weight.

본 발명에 의하면, 고용 금속은 C,N이 1% 이하 함유된 금속원소를 분말 상태로 제공함으로써 고온 항절력을 강화하였다. According to the present invention, the solid solution metal strengthens the high-temperature bending strength by providing the metal element containing 1% or less of C and N in a powder state.

이를 통해, 절삭에 직접적으로 기여하는 절삭날의 변형을 방지하고, 강도를 유지할 수 있으며, 절삭공구의 수명 향상에 기여할 수 있다. Through this, it is possible to prevent deformation of the cutting edge, which directly contributes to cutting, to maintain strength, and to contribute to the improvement of the lifespan of the cutting tool.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초경합금의 상온 항절력 및 고온 항절력을 비교한 그래프이다.
도 2는 실시예 1과 CNMG120408로 S45C를 선삭 절단한 뒤 절단면을 촬영한 사진이다.
도 3은 실시예 1과 SNMG120408로 SUS316을 선삭 절단한 뒤 절단면을 촬영한 사진이다.
도 4는 실시예 1과 SNMG120408로 Ti-6Al-4V를 선삭 절단한 뒤 절단면을 촬영한 사진이다.
1 is a graph comparing the bending strength at room temperature and the bending strength at high temperature of a cemented carbide according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph taken after turning and cutting the S45C with Example 1 and CNMG120408.
3 is a photograph taken after turning and cutting SUS316 in Example 1 and SNMG120408.
4 is a photograph taken after turning and cutting Ti-6Al-4V with Example 1 and SNMG120408.

이하 본 발명에 따른 절삭공구용 초경합금에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a cemented carbide for a cutting tool according to the present invention will be described in detail. The drawings introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and in the following description and accompanying drawings, the subject matter of the present invention Descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure will be omitted.

본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명은 하나 이상의 고용 금속(M1M2...Mn)이 첨가된 절삭공구용 초경합금에 관한 것이다. 구체적으로, 상기 절삭공구용 초경합금은 WC가 포함된 경질상과 Co, Ni 및 Fe 중에서 선택된 1종 이상의 결합상 및 소정의 고용 금속(M1M2...Mn)이 첨가되어 제조될 수 있다. 이하, 상기 결합상을 구성하는 원소로 Co를 예로써 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one aspect of the present invention, the present invention relates to a cemented carbide for a cutting tool to which one or more solid solution metals (M 1 M 2 ...M n ) are added. Specifically, the cemented carbide for a cutting tool may be prepared by adding a hard phase containing WC, one or more bonding phases selected from Co, Ni and Fe, and a predetermined solid solution metal (M 1 M 2 ... M n ). have. Hereinafter, Co as an element constituting the bonding phase will be described as an example, but the present invention is not limited thereto.

상기 고용 금속(M1M2...Mn)은 Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속일 수 있으며, 바람직하게는 Cr, Ta 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속일 수 있다.The solid solution metal (M 1 M 2 ...M n ) may be one or more metals selected from the group consisting of Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta and V, preferably Cr, Ta and It may be any one or more metals selected from the group consisting of Ti.

실시 예에 따르면, 상기 고용 금속(M1M2...Mn)은 상기 절삭공구용 초경합금에 분말 상태로 첨가될 수 있으며, 또는 상기 고용 금속에 C 및 N이 1 중량% 이하 함유된 합금형태의 분말로 첨가될 수 있다. According to an embodiment, the solid solution metal (M 1 M 2 ...M n ) may be added in a powder state to the cemented carbide for the cutting tool, or an alloy containing 1 wt% or less of C and N in the solid solution metal. It can be added in the form of powder.

기존의 WC-Co합금에서는 소정의 금속(M1M2...Mn)이 첨가되는 경우, 탄화물(M1M2...C), 질화물(WM1M2...)N 또는 탄질화물(WM1M2...)CN 형태로 첨가되었다. 이 경우, 상기 C 및 N으로 인해 첨가하고자 하는 소정의 금속(M1M2...Mn)의 고용도가 상대적으로 감소되는 결과를 초래하게 된다. In the conventional WC-Co alloy, when a predetermined metal (M 1 M 2 ...M n ) is added, carbide (M 1 M 2 ...C), nitride (WM 1 M 2 ...)N or Carbonitride (WM 1 M 2 ...) CN was added. In this case, the solubility of a predetermined metal (M 1 M 2 ...M n ) to be added due to the C and N is relatively decreased.

하지만 본 발명에서는 상기 소정의 금속이 탄화물, 질화물 또는 탄질화물 형태가 아닌 금속 분말, 더 바람직하게는 C 및 N이 1중량% 이하로 결합된 합금형태의 분말로 첨가될 수 있다. 상기 소정의 금속이 C 및 N과 C 및 N이 1중량% 이하로 결합된 분말을 첨가할 경우, 상기 Co 결합상에 용해되는 속도가 더 빠르기 때문에 동일한 조건에서 다량이 용해될 수 있다. 이러한 이유로 상기 Co 결합상 내에서의 상기 금속의 고용도를 상승시킬 수 있다. 이를 통해 상기 절삭공구용 초경합금의 상온 및 고온 항절력을 향상할 수 있다. However, in the present invention, the predetermined metal may be added as a metal powder other than carbide, nitride, or carbonitride, more preferably in the form of an alloy in which C and N are combined in an amount of 1 wt% or less. When a powder in which the predetermined metal is combined with C and N and C and N in an amount of 1% by weight or less is added, a large amount can be dissolved under the same conditions because the rate of dissolution in the Co bond phase is faster. For this reason, it is possible to increase the solubility of the metal in the Co bonding phase. Through this, it is possible to improve the tensile strength of the cemented carbide for cutting tools at room temperature and high temperature.

본 발명의 다른 일 특징에 따르면, 상기 Co 결합상은 상기 고용 금속(M1M2...Mn)과 혼합 및 탄화 또는 탄질화하는 과정을 거치며 두 개 이상의 격자상으로 나눠질 수 있다. 이 때, 하나의 격자상은 Co 결합상 내에 존재하는 다른 하나의 격자상과 대비하여 2배 이상의 높은 부피%를 가질 수 있다. 이하, 상기 2배 이상의 부피%를 갖는 격자상을 주상으로 정의하며, 상대적으로 낮은 부피%를 가지는 격자상을 부속상으로 정의할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the Co bonding phase may be divided into two or more lattice phases by mixing and carbonizing or carbonitriding the solid solution metal (M 1 M 2 ...M n ). In this case, one lattice phase may have a volume % that is twice or more higher than that of the other lattice phase existing in the Co bonding phase. Hereinafter, a lattice phase having a volume % greater than or equal to twice the volume may be defined as a main phase, and a lattice phase having a relatively low volume % may be defined as an accessory phase.

실시 예에 따르면, 상기 Co 결합상 내 주상은 조밀육방격자(HCP) 구조의 Co(이하 α-Co)일 수 있으며, 상기 부속상은 면심입방격자(FCC)구조를 갖는 Co(이하 β-Co)일 수 있다. According to an embodiment, the main phase in the Co bonding phase may be Co (hereinafter α-Co) having a dense hexagonal lattice (HCP) structure, and the auxiliary phase is Co (hereinafter β-Co) having a face-centered cubic lattice (FCC) structure. can be

일반적으로 상기 Co 결합상에 금속 원소가 고용되면 상기 α-Co과 상기 β-Co 중 상온에서 안정한 α-Co이 증가하게 된다. 즉, 상기 Co 결합상 내 α-Co의 분율이 증가한다는 것은 같은 소성 조건에서 상기 Co 결합상 내 더 많은 금속 원소가 고용되었음을 의미한다. In general, when a metal element is dissolved in the Co bond phase, α-Co, which is stable at room temperature among the α-Co and the β-Co, increases. That is, an increase in the fraction of α-Co in the Co bonding phase means that more metal elements are dissolved in the Co bonding phase under the same firing conditions.

아울러, 상기 금속 원소는 상기 Co 결합상이 이루는 격자 사이에 고용되어 침입형 고용체(Interstitial solid solution)를 형성할 수 있다. 이러한 결과로 상기 Co의 격자상수는 3.6Å 이상으로 증가할 수 있으며, 동시에 상기 침입형 고용체로 인하여 상기 절삭공구용 초경합금에 고용강화가 증가하여 상기 절삭공구용 초경합금의 기계적 특성이 향상될 수 있다. 다시 말해, 상기 Co 결합상 내 α-Co의 부피%와 상기 β-Co의 부피%를 조절하여 상기 절삭공구용 초경합금의 기계적 특성을 강화할 수 있다. In addition, the metal element may be dissolved between the lattices of the Co bonding phase to form an interstitial solid solution. As a result, the lattice constant of Co can be increased to 3.6 Å or more, and at the same time, solid solution strengthening in the cemented carbide for cutting tools is increased due to the interstitial solid solution, so that the mechanical properties of the cemented carbide for cutting tools can be improved. In other words, the mechanical properties of the cemented carbide for the cutting tool can be strengthened by adjusting the volume% of α-Co and the volume% of β-Co in the Co bonding phase.

통상적으로 절삭공구용 초경합금은 표면으로부터 5 내지 10㎛ 깊이에는 WC-Co로 구성된 인성강화층이 형성되며 10㎛ 이상의 깊이에 Co 결합상이 형성될 수 있다. 이러한 이유로 표면에서부터 10㎛ 이상의 깊이, 더 바람직하게는 표면으로부터 15 내지 100㎛ 깊이의 단면을 기준으로, 상기 α-Co의 부피%와 상기 β-Co의 부피%는 하기 관계식 1을 만족하는 범위 내에서 선택될 수 있다. In general, in cemented carbide for cutting tools, a toughness reinforcing layer composed of WC-Co is formed at a depth of 5 to 10 μm from the surface, and a Co bonding phase may be formed at a depth of 10 μm or more. For this reason, based on a cross-section having a depth of 10 μm or more from the surface, more preferably 15 to 100 μm from the surface, the volume % of α-Co and the volume % of the β-Co are within the range satisfying the following relation 1 can be selected from

[관계식 1][Relational Expression 1]

70 ≤ HC/(HC+FC) < 9570 ≤ HC/(HC+FC) < 95

(상기 관계식 1에서 HC는 Co 내에서의 α-Co의 부피%를 의미하며, FC는 Co 내에서의 β-Co의 부피%를 의미한다)(In Relation 1, HC means volume % of α-Co in Co, and FC means volume % of β-Co in Co)

상기 HC/(HC+FC)가 70 미만이면, 상기 Co 결합상 내 고용되는 금속 원소의 양이 부족하다는 것을 의미하고, 이는 상기 Co 결합상 내 형성되는 침입형 고용체(Interstitial solid solution)가 부족하여 강도가 감소될 수 있음을 의미한다. 실제로 상기 HC/(HC+FC)가 70 미만이면, 고속절삭에서 공구의 마모가 빠르고 열변형이 발생할 수 있다. 이는 공구의 수명이 단축을 초래한다. 반면에 상기 HC/(HC+FC)가 95를 초과하면 Co 결합상 내 형성되는 침입형 고용체가 과도하여 인성이 감소하며 취성이 증가하여 쉽게 파손될 수 있다. 이러한 이유로, 상기 HC/(HC+FC)는 70 내지 95인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 75 내지 90일 수 있다. If the HC/(HC+FC) is less than 70, it means that the amount of metal element dissolved in the Co bonding phase is insufficient, which is due to the lack of an interstitial solid solution formed in the Co bonding phase. This means that the strength can be reduced. In fact, if the HC/(HC+FC) is less than 70, the wear of the tool is fast in high-speed cutting and thermal deformation may occur. This results in a shortened tool life. On the other hand, when the HC/(HC+FC) exceeds 95, the interstitial solid solution formed in the Co bonding phase is excessive, so that toughness decreases and brittleness increases, so that it can be easily broken. For this reason, the HC/(HC+FC) is preferably 70 to 95, more preferably 75 to 90.

본 발명의 제 1 양태에 의한 절삭공구용 초경합금은, 80 내지 90 중량%의 WC, 5 내지 15중량%의 Co를 바탕으로, Cr 또는 Cr 함유 합금을 0.1 내지 3 중량%, Ta 또는 Ta 함유 합금을 0.9 내지 9.9 중량%, Ti 또는 Ti 함유 합금을 1 내지 10 중량% 및 나머지 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. The cemented carbide for a cutting tool according to the first aspect of the present invention is based on 80 to 90% by weight of WC and 5 to 15% by weight of Co, and 0.1 to 3% by weight of Cr or Cr-containing alloy, Ta or Ta-containing alloy 0.9 to 9.9% by weight, Ti or an alloy containing Ti, 1 to 10% by weight, and the remaining unavoidable impurities.

전술한 바와 같이, 상기 절삭공구용 초경합금은 Co가 최소 0.1 중량% 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 15 중량% 포함할 수 있다. 더 바람직하게는 5 내지 10 중량% 포함할 수 있다. As described above, the cemented carbide for the cutting tool may contain at least 0.1% by weight of Co, preferably 0.1 to 15% by weight. More preferably, it may contain 5 to 10% by weight.

구체적으로 상기 Co가 상술한 범위를 벗어나면, 예를 들어 상기 Co의 중량%가 0.1에 미치지 못하면 상기 절삭공구용 초경합금의 인성이 저하되며, 경도가 감소하여 마모되기 쉽다. 반대로, 상기 Co가 15 중량% 이상 포함되면, WC 경질상과 Co 결합상의 결합이 약화되어, 굽힘강도(항절력) 및 내파손성이 저하될 수 있다. 이러한 이유로 상기 Co는 0.1 중량%이상, 15 중량% 미만인 것이 바람직하다.Specifically, when the Co is out of the above range, for example, if the weight % of the Co is less than 0.1, the toughness of the cemented carbide for the cutting tool is lowered, and the hardness is reduced and abrasion is easy. Conversely, when the Co content is 15% by weight or more, the bonding between the WC hard phase and the Co bonding phase is weakened, and bending strength (anti-folding force) and breakage resistance may be reduced. For this reason, the Co content is preferably 0.1 wt% or more and less than 15 wt%.

실시 예에 따르면, 상기 Co는 단일 또는 Ni 등의 다른 금속 성분이 일부 치환된 혼성분말로 포함될 수 있으며, 상기 Co 분말은 1.0 내지 1.8 ㎛의 평균 입도를 가질 수 있다. 일반적으로 Co의 입도가 작고 균일하게 분산될수록 기계적 특성이 우수하나, Co 분말의 평균 입도가 1.0㎛ 미만이면, 상기 Co가 포함된 결합상이 WC 경질상 및 다른 금속 첨가물과 쉽게 결합되어 초경합금 제품의 피로충격에 대한 내성이 감소하며, 동시에 분말을 미세화하는데 소요되는 시간이 증가하여 생산성이 저하될 수 있다. According to an embodiment, the Co may be included as a single or mixed powder in which other metal components such as Ni are partially substituted, and the Co powder may have an average particle size of 1.0 to 1.8 μm. In general, the smaller the particle size of Co and the more uniformly dispersed, the better the mechanical properties. However, if the average particle size of Co powder is less than 1.0 μm, the bonding phase containing Co is easily combined with the WC hard phase and other metal additives, resulting in fatigue of cemented carbide products. The resistance to impact is reduced, and at the same time, the time required to refine the powder increases, which may reduce productivity.

반면에 Co 분말의 평균 입도가 1.8㎛을 초과하면 Co 분말이 균일하게 분포되지 못하고 미세한 입자 영역과 조대한 입자 영역이 불균일하게 분포하여 인성이 감소하고 내충격성이 감소하여 공구수명이 감소할 수 있다. On the other hand, if the average particle size of the Co powder exceeds 1.8㎛, the Co powder is not uniformly distributed, and the fine particle area and the coarse particle area are unevenly distributed. .

또한, 상기 절삭공구 내 포함되는 고용 금속(M1M2...Mn)은 Cr, Ta 및 Ti 또는 Cr, Ta 및 Ti 중 하나 이상을 포함하는 합금으로 제공될 수 있으며, 상기 고용 금속은 분말 형태로 첨가될 수 있다. In addition, the solid solution metal (M 1 M 2 ...M n ) included in the cutting tool may be provided as an alloy including at least one of Cr, Ta and Ti or Cr, Ta and Ti, and the solid solution metal is It may be added in powder form.

이 때, 상기 고용 금속(M1M2...Mn)의 평균입도는 0.3 내지 2.0㎛ 일 수 있다. 상기 분말의 평균 입도가 0.3㎛ 미만이면 분말을 미립화 하는데 과도한 비용과 시간이 소모되어 생산성이 감소할 수 있으며, 상기 분말의 평균 입도가 2.0㎛를 초과하면 절삭가공시 입자가 탈락하여 경도가 감소될 수 있으며, 공구의 수명이 감소될 수 있다. 또한, 절삭공구 표면에 추가적으로 코팅을 수행하는 경우 코팅이 박리하는데 원인이 될 수 있다. At this time, the average particle size of the solid solution metal (M 1 M 2 ...M n ) may be 0.3 to 2.0㎛. If the average particle size of the powder is less than 0.3㎛, excessive cost and time are consumed to atomize the powder, and thus productivity may decrease. and the life of the tool may be reduced. In addition, if additional coating is performed on the surface of the cutting tool, it may cause the coating to peel off.

실시 예에 따르면, 상기 Cr과 상기 Ti의 중량%는 하기 관계식 2를 만족하는 범위 내에서 선택될 수 있다. According to an embodiment, the weight % of Cr and Ti may be selected within a range satisfying Equation 2 below.

[관계식 2][Relational Expression 2]

1.0 ≤ WCr + WTi ≤ 10.01.0 ≤ W Cr + W Ti ≤ 10.0

(상기 관계식 2에서 WC은 Cr 또는 Cr 함유 합금의 중량%이며, 상기 WT는 Ti 또는 Ti 함유 합금의 중량%이다)(In the above relation 2, W C is Cr or Cr-containing alloy in weight%, and W T is Ti or Ti-containing alloy in weight%)

상기 WCr와 WTi의 합이 1.0 중량% 미만이면, 상기 Cr과 Ti의 함량이 너무 적어 고용강화 효과를 기대하기 어렵고 WC 내에 결정립 성장(Grain growth) 이 발생하여 절삭 성능이 감소될 수 있다. 반면에 WCr와 WTi의 합이 10.0 이상이면 상기 절삭공구용 초경합금의 열확산율이 저하되어 내열균열성이 감소될 수 있다. 이는 절삭 과정에서 균열 및 파괴 발생 확률이 증가 될 수 있으며, 표면박리 현상이 발생되는 원인이 된다. If the sum of W Cr and W Ti is less than 1.0% by weight, the content of Cr and Ti is too small to expect a solid solution strengthening effect, and grain growth may occur in the WC to reduce cutting performance. On the other hand, if the sum of W Cr and W Ti is 10.0 or more, the thermal diffusivity of the cemented carbide for the cutting tool is lowered, so that the thermal cracking resistance may be reduced. This can increase the probability of cracks and fractures occurring during the cutting process, and cause surface peeling.

실시 예에 따르면, 상기 절삭공구용 초경합금은, 80 내지 90 중량%의 WC, 5 내지 15중량%의 Co를 바탕으로, Cr 또는 Cr 함유 합금을 0.1 내지 3 중량%, Ta 또는 Ta 함유 합금을 0.9 내지 9.9 중량%, Ti 또는 Ti 함유 합금을 1 내지 10 중량% 및 나머지 불가피한 불순물로 이루어지되, 상기 Cr 또는 Cr 함유 합금과 상기 Ta 또는 Ta 함유 합금이 둘 다 0 중량%는 아닐 수 있다. According to an embodiment, the cemented carbide for the cutting tool is based on 80 to 90% by weight of WC, 5 to 15% by weight of Co, 0.1 to 3% by weight of Cr or Cr-containing alloy, and 0.9 to 0.9% of Ta or Ta-containing alloy to 9.9% by weight of Ti or an alloy containing Ti, from 1% to 10% by weight of the remaining unavoidable impurities, wherein the Cr or alloy containing Cr and the alloy containing Ta or Ta may not both be 0% by weight.

또한, 본 발명은 상술한 절삭공구용 초경합금을 모재로 하여, 이 모재의 표면에 1층 이상의 내마모층을 형성할 수 있다. 상기 내마모층을 형성하는 방법으로는 기 공지되어진 물리적 기상증착(PVD) 또는 화학적 기상증착(CVD)에서 선택되는 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 이 때, 상기 절삭공구에 인선 부분에 형성된 내마모층의 표면조도(Ra)가 소정의 기준, 예를 들어 5.0㎛ 이하로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, the present invention can form one or more wear-resistant layers on the surface of the base material by using the above-described cemented carbide for cutting tools as a base material. As a method of forming the wear-resistant layer, it may be formed using any one or more methods selected from known physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD). At this time, the surface roughness (Ra) of the wear-resistant layer formed on the edge portion of the cutting tool may be formed to a predetermined standard, for example, 5.0 μm or less, but is not limited thereto.

이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 절삭공구용 초경합금에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, the cemented carbide for a cutting tool according to the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only a reference for describing the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.Also, unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used herein is for the purpose of effectively describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. In addition, the unit of additives not specifically described in the specification may be weight %.

[실시예 1][Example 1]

WC, Co및 상기 Co에 첨가될 Cr, Ta 및 WTiCN 메탈분말을 준비하였다. 이 후, WC 82.5중량% Co 7.5중량%, Cr 1중량%, Ta 5중량% 및 WTiCN 4 중량%로 혼합하여 원료분말을 제조하였다. WC, Co and Cr, Ta and WTiCN metal powders to be added to the Co were prepared. Then, WC 82.5% by weight Co 7.5% by weight, Cr 1% by weight, Ta 5% by weight and WTiCN 4% by weight were mixed to prepare a raw material powder.

상기 원료분말을 총중량이 1,500 g이 되도록 칭량하고, 칭량된 원료분말에 20 내지 30kg 초경볼을 채우고 알콜 용매 1L에 첨가하여 15시간 동안 밀링하였으며, 밀링을 통해 분쇄 및 혼합된 원료분말을 150℃에서 1시간 건조하여 혼합분말을 제조하였다. 상기 혼합분말을 CNMG120408 및 SNMG120408 및 24mm x8 mm x 4mm 블럭 타입의 형상용 금형을 통해 2ton/㎠의 압력으로 프레스를 수행하여 성형체를 제조하였다.The raw material powder was weighed to have a total weight of 1,500 g, 20 to 30 kg of hardened carbide balls were filled in the weighed raw material powder, added to 1 L of an alcohol solvent, and milled for 15 hours. It was dried for 1 hour to prepare a mixed powder. The mixed powder was pressed at a pressure of 2 ton/cm 2 through a mold for a shape of CNMG120408 and SNMG120408 and a 24 mm x 8 mm x 4 mm block type to prepare a molded article.

다음으로, 600℃에서 탈지(dewaxing) 공정을 수행하였고, 성형체 제조과정에 투입된 유기 바인더 성분을 제거하였다. 이 후, Ar 100bar에서 1,400℃, 2시간 이내로 소결을 진행하였다. 상기 소결된 금속은 불활성 가스 분위기에서 60분에 거쳐 1,000℃로 냉각하였다. 마지막으로 1,000℃까지 냉각된 소결금속을 자연냉각하였다. Next, a dewaxing process was performed at 600° C., and the organic binder component added to the molded article manufacturing process was removed. After that, sintering was carried out at 1,400° C., within 2 hours at 100 bar of Ar. The sintered metal was cooled to 1,000° C. over 60 minutes in an inert gas atmosphere. Finally, the sintered metal cooled to 1,000 °C was naturally cooled.

[실시예 2][Example 2]

1,400℃에서 소결된 금속을 30분에 거쳐 1,000℃로 냉각한 것 외의 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that the metal sintered at 1,400° C. was cooled to 1,000° C. over 30 minutes.

[실시예 3][Example 3]

Cr 및 Ta 메탈분말을 Cr로 대체한 것 외의 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that Cr and Ta metal powder were replaced with Cr.

[실시예 4][Example 4]

1,400℃에서 소결된 금속을 30분에 거쳐 1,000℃로 냉각한 것 외의 모든 과정을 실시예 3과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 3 except that the metal sintered at 1,400° C. was cooled to 1,000° C. over 30 minutes.

[실시예 5][Example 5]

Cr 및 Ta 메탈분말을 Ta로 대체한 것 외의 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that the Cr and Ta metal powders were replaced with Ta.

[실시예 6][Example 6]

1,400℃에서 소결된 금속을 30분에 거쳐 1,000℃로 냉각한 것 외의 모든 과정을 실시예 5와 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 5 except that the metal sintered at 1,400° C. was cooled to 1,000° C. over 30 minutes.

[비교예 1][Comparative Example 1]

Cr 및 Ta 메탈분말을 Cr3C2 및 TaC로 대체한 것 외의 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that Cr and Ta metal powder were replaced with Cr 3 C 2 and TaC.

[비교예 2][Comparative Example 2]

Cr 및 Ta 메탈분말을 Cr3C2로 대체한 것 외의 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that Cr and Ta metal powder were replaced with Cr 3 C 2 .

[비교예 3][Comparative Example 3]

Cr 및 Ta 메탈분말을 TaC로 대체한 것 외의 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that the Cr and Ta metal powders were replaced with TaC.

[분석 및 성능 평가][Analysis and Performance Evaluation]

1) EBSD 분석:1) EBSD analysis:

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3으로 제조된 절삭공구용 초경합금의 미세조직을 분석하기 위하여, EBSD(Electron Backscatter Diffraction) 분석을 실시하였다. 하기 표 1에서 α-Co은 Co 결합상 내 조밀육방격자(HCP) 구조의 부피%, β-Co는 Co 결합상 내 면심입방격자(FCC)구조의 부피%를 의미하며, α/(α+β)는 하기 관계식 1에서의 HC/(HC+FC)를 의미한다.In order to analyze the microstructure of the cemented carbide for cutting tools prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, EBSD (Electron Backscatter Diffraction) analysis was performed. In Table 1 below, α-Co denotes the volume% of the dense hexagonal lattice (HCP) structure in the Co-bonded phase, and β-Co denotes the volume% of the face-centered cubic (FCC) structure in the Co-bonded phase, α/(α+) β) means HC/(HC+FC) in Relation 1 below.

[관계식 1][Relational Expression 1]

70 ≤ HC/(HC+FC) < 9570 ≤ HC/(HC+FC) < 95

(상기 관계식 1에서 HC는 Co 내에서의 α-Co의 부피%를 의미하며, FC는 Co 내에서의 β-Co의 부피%를 의미한다)(In Relation 1, HC means volume % of α-Co in Co, and FC means volume % of β-Co in Co)

2) 고온/상온 항절력 측정:2) High temperature/room temperature resistance measurement:

고온 및 상온 항절력은 JIS B-4104 시험법을 기준으로 측정하였다. 구체적으로, 길이 24.0mm 폭 8.0mm,두께 4.0mm인 시험편을 제조하였으며, 25℃의 상온에서, 700℃의 고온에서의 항절력을 측정하였다. 상기 고온 항절력은 시험편을 700℃에서 2시간 동안 유지 후 측정하였다. High temperature and room temperature tensile strength was measured based on JIS B-4104 test method. Specifically, a test piece having a length of 24.0 mm, a width of 8.0 mm, and a thickness of 4.0 mm was prepared, and the tensile strength was measured at a room temperature of 25°C and a high temperature of 700°C. The high-temperature tensile strength was measured after maintaining the test piece at 700° C. for 2 hours.

상술한 분석 결과를 하기 표 1에 정리하였다.The above-described analysis results are summarized in Table 1 below.

α-Co
(%)
α-Co
(%)
β-Co
(%)
β-Co
(%)
α/(α+β)
(%)
α/(α+β)
(%)
항절력(kgf/㎟)Drag force (kgf/㎟)
700℃700℃ 25℃25℃ CH/CL C H /C L 실시예 1Example 1 0.0190.019 0.0050.005 7979 200200 265265 7575 실시예 2Example 2 0.020.02 0.00450.0045 8282 221221 280280 7373 실시예 3Example 3 0.030.03 0.00780.0078 8080 240240 330330 7373 실시예 4Example 4 0.040.04 0.00730.0073 8585 260260 350350 7474 실시예 5Example 5 0.0220.022 0.0080.008 7575 245245 310310 7070 실시예 6Example 6 0.0220.022 0.0070.007 7676 260260 321321 7373 비교예 1Comparative Example 1 0.020.02 0.0090.009 6969 135135 230230 5959 비교예 2Comparative Example 2 0.0170.017 0.00780.0078 6868 165165 300300 5555 비교예 3Comparative Example 3 0.0180.018 0.00790.0079 6969 145145 285285 5151

상기 표 1에서 CH는 700℃에서의 항절력, 즉 고온 항절력을 의미하며, CL는 25℃에서의 항절력, 즉 상온 항절력을 의미한다. 또한, CH/CL는 상기 상온 항절력 대비 고온 항절력을 의미하며, 상기 CH를 상기 CL로 나눈 값에 100 곱하여 산출하였다. In Table 1, CH means the bending force at 700°C, that is, the high-temperature bending strength, and C L is the bending strength at 25°C, that is, the room-temperature bending strength. In addition, C H / C L means the high temperature bending strength compared to the room temperature bending strength, and it was calculated by multiplying the value obtained by dividing the CH by the CL by 100.

상기 표 1에 따르면 본 발명의 실시예 1 내지 6으로 제조된 초경합금은 700℃에서의 고온 항절력(CH)이 200 내지 300, 25℃에서의 상온 항절력(CL)이 250 내지 350인 것을 확인할 수 있다. According to Table 1, the cemented carbide prepared in Examples 1 to 6 of the present invention has a high-temperature tensile strength ( CH ) at 700 ° C. that can be checked

반대로 통상적인 방법으로 제조된 비교예1 내지 3의 경우 25℃에서의 상온 항절력(CL)은 200 내지 300으로 실시예1 내지 6과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았으나, 700℃에서는 고온 항절력(CH)이 100 내지 200이며, 평균으로 비교 시 약 1.4배 이상으로 고온 항절력(CH)이 향상되었음을 확인할 수 있다. 이는 상술하였듯이 Cr Ti를 분말로 첨가한 실시예 1 내지 6의 경우, 동일한 조건에서 더 많은 Cr 및 Ta가 상기 Co 결합상에 고용되어 침입형 고용체(Interstitial solid solution)를 형성하였으며, 이로 인하여 고용강화가 증가하여 고용 항절력(CH)이 향상된 것을 확인할 수 있다. Conversely, in the case of Comparative Examples 1 to 3 prepared by the conventional method, the room temperature tensile strength ( CL ) at 25 ° C. was 200 to 300, which did not show a significant difference compared to Examples 1 to 6, but at 700 ° C. ( CH ) is 100 to 200, it can be seen that the high-temperature tensile strength ( CH ) is improved by about 1.4 times or more when compared on average. As described above, in the case of Examples 1 to 6 in which Cr Ti was added as a powder, more Cr and Ta were dissolved in the Co bonding phase under the same conditions to form an interstitial solid solution, which resulted in solid solution strengthening. It can be seen that the employment yield strength ( CH ) is improved by increasing .

반면에, 소정의 탄소(C)를 포함하는 탄화물 또는 질화물로 첨가된 비교예 1 내지 3은 상대적으로 적은 양의 Cr 및 Ta가 고용되었기 때문에 고온 항절력(CH)이 상대적으로 감소되었음을 알 수 있다.On the other hand, it can be seen that Comparative Examples 1 to 3 added as carbides or nitrides containing a predetermined amount of carbon (C) have relatively small amounts of Cr and Ta dissolved therein, so that the high-temperature tensile strength ( CH ) is relatively reduced. have.

아울러, 상온 항절력 또한 상기 실시예 1 내지 6은 250 내지 350으로 상기 비교예 1 내지 3의 230 내지 300보다 더 향상되었음을 확인할 수 있다. In addition, it can be seen that the tensile strength at room temperature is also improved to 250 to 350 in Examples 1 to 6, compared to 230 to 300 in Comparative Examples 1 to 3.

마지막으로, 상온 항절력 대비 고온 항절력(CH/CL)은 상기 실시예 1 내지 6은 70 내지 75로 상기 비교예 1 내지 3의 51 내지 59에 비해 약 1.3배 이상 높은 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 상기 침입형 고용체가 고온 및 상온에서도 강도 향상에 기여하고 있음을 알 수 있다. Finally, it can be seen that the high temperature resistance to bending strength (C H / C L ) of Examples 1 to 6 is 70 to 75, which is about 1.3 times higher than that of 51 to 59 of Comparative Examples 1 to 3 . Through this, it can be seen that the interstitial solid solution contributes to the improvement of strength even at high temperature and room temperature.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초경합금의 상온 항절력 및 고온 항절력을 비교한 그래프이다. 1 is a graph comparing the bending strength at room temperature and the bending strength at high temperature of a cemented carbide according to an embodiment of the present invention.

상기 도 1을 참조하면 앞서 설명하였듯이 실시예 1 내지 6의 상온 항절력(CL)과 고온 항절력(CH)이 모두 비교예 1 내지 3의 상온 항절력(CL)과 고온 항절력(CH)에 비해 향상되었음을 확인할 수 있다. 아울러, 상기 상온에서 고온으로 온도가 증가하였을 때 감소하는 항절력 감소율(%) 또한 실시예 1 내지 6이 비교예 1 내지 3보다 더 감소하였음을 알 수 있다. 이를 통해 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 절삭공구용 초경합금은 상온 및 고온에서도 모두 높은 항절력을 가지며, 온도가 증가함에 따라 물성이 감소되는 것 또한 최소화 할 수 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 1 , as described above, the room temperature coercive force ( CL ) and the high temperature coercive force (CH ) of Examples 1 to 6 were both the room temperature coercive force ( CL ) and the high temperature tensile force (C H ) of Comparative Examples 1 to 3 ( It can be seen that the improvement compared to C H ) was confirmed. In addition, it can be seen that the reduction rate (%) of the tensile force decreased when the temperature was increased from room temperature to high temperature, and Examples 1 to 6 were further reduced than Comparative Examples 1 to 3. Through this, it can be confirmed that the cemented carbide for a cutting tool manufactured according to an embodiment of the present invention has high tensile strength at both room temperature and high temperature, and the decrease in physical properties as the temperature increases can also be minimized.

3) 절삭평가 비교 실험3) Cutting evaluation comparison experiment

실시예 1에 따라 제조된 절삭공구용 초경합금과 통상적으로 사용하는 절삭공구강인 CNMG120408를 대상으로 절삭 수명을 비교하였다. 구체적으로 상기 실시예 1에 따라 제조된 절삭공구용 초경합금을 CNMG120408와 동일한 크기(ISO-13399 규정에 따름)로 절삭 인써트를 제조하였으며, 하기 표 2의 조건으로 선삭 절단하였다. 절단 후 절삭날에 대하여 도 2 내지 도 4에 개시하였다. Cutting life was compared with the cemented carbide for a cutting tool manufactured according to Example 1 and CNMG120408, a cutting tool steel commonly used. Specifically, the cemented carbide for a cutting tool prepared according to Example 1 was manufactured with a cutting insert having the same size as CNMG120408 (according to ISO-13399 regulations), and turned by turning under the conditions shown in Table 2 below. The cutting edge after cutting is disclosed in FIGS. 2 to 4 .

피삭재work material Vc(m/min)Vc(m/min) fn(㎜/min)fn(mm/min) AP(㎜)AP(mm) 절삭유coolant 도 1Figure 1 S45C S45C 250250 0.50.5 2.02.0 습식wet 도 2Figure 2 SUS316SUS316 150150 0.10.1 1.01.0 습식wet 도 3Fig. 3 Ti-6Al-4V Ti-6Al-4V 5050 0.20.2 1.01.0 습식wet

상기 표 2에서 Vc는 절삭속도, F는 이송속도 AP는 절입깊이를 의미한다. In Table 2, Vc is the cutting speed, F is the feed rate, and AP is the depth of cut.

도 2를 참조하면, S45C 재질의 피삭재를 대상으로 절단 실험을 수행한 결과, 상기 실시예 1(도 2의 (a))은 갈라짐이나 마모가 발견되지 않는다. 하지만, 상기 CNMG120408(도 2의 (b))은 불규칙한 갈라짐이 발견되었다. 이는 상기 실시예 1이 기존품 대비 내치핑성과 내마모성이 우수하다는 것을 보여준다. Referring to FIG. 2 , as a result of performing a cutting experiment on a workpiece made of S45C material, no cracks or wear was found in Example 1 (FIG. 2 (a)). However, irregular cracks were found in the CNMG120408 (FIG. 2(b)). This shows that Example 1 is superior in chipping resistance and abrasion resistance compared to conventional products.

도 3을 참조하면, SUS316 피삭재를 대상으로 절단 실험을 수행한 결과, 상기 실시예 1과 상기 SNMG120408 모두 마모가 발생하였음을 확인하였으나, 상기 SNMG120408(도 3의 (b))은 마모면이 불규칙하게 형성된것을 확인할 수 있다. 이는 상기 실시예 1이 기존품 대비 내소성변형성이 우수하다는 것을 보여준다. Referring to FIG. 3 , as a result of performing a cutting experiment on a SUS316 workpiece, it was confirmed that wear occurred in both Example 1 and SNMG120408, but the SNMG120408 ((b) of FIG. 3) had an irregular wear surface. formation can be observed. This shows that Example 1 is excellent in plastic deformation resistance compared to conventional products.

마지막으로, 도 4를 참조하면, Ti-6Al-4V 피삭재를 대상으로 절단 실험을 수행한 결과, 상기 도 3과 유사하게 상기 실시예 1과 상기 SNMG120408 모두 마모가 발생하였음을 확인하였다. 하지만, 상기 SNMG120408(도 4의 (b))은 마모면이 불규칙하게 형성된것을 확인할 수 있다. 이는 상기 실시예 1이 기존품 대비 내소성변형성이 우수하다는 것을 보여준다. Finally, referring to FIG. 4 , as a result of performing a cutting experiment on a Ti-6Al-4V workpiece, it was confirmed that wear occurred in both Example 1 and SNMG120408 similar to FIG. 3 . However, in the SNMG120408 (FIG. 4(b)), it can be seen that the wear surface is irregularly formed. This shows that Example 1 is excellent in plastic deformation resistance compared to conventional products.

이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. Although the present invention has been described through specific matters and limited examples as described above, these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above examples, and the present invention pertains to Various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims to be described below, but also all of the claims and equivalents or equivalent modifications will fall within the scope of the spirit of the present invention.

Claims (11)

WC가 포함된 경질상, Co, Ni 및 Fe 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 결합상 및 분말 상태의 고용 금속(M1M2...Mn)이 결합되어 이루어지는 합금에 있어서,
상기 고용 금속은 C, N이 1중량%이하 함유된 금속원소이며,
상기 절삭공구용 초경합금의 표면에서부터 15 내지 100㎛ 깊이의 단면을 기준으로,
상기 결합상은 조밀육방격자(HCP)의 주상과 면심입방격자(FCC)의 부속상을 가지고,
상기 주상의 분율과 상기 부속상의 분율이 하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금.
[관계식 1]
70 ≤ HC/(HC+FC) < 95
(상기 관계식 1에서 HC는 결합상 내 주상의 부피%를 의미하며, FC는 결합상 내 부속상의 부피%를 의미한다)
In the alloy comprising a hard phase containing WC, a bonding phase containing at least one material selected from Co, Ni and Fe, and a solid solution metal in a powder state (M 1 M 2 ... M n ) are combined,
The solid solution metal is a metal element containing 1 wt% or less of C and N,
Based on the cross section of 15 to 100㎛ depth from the surface of the cemented carbide for the cutting tool,
The bonding phase has a main phase of a dense hexagonal lattice (HCP) and a subphase of a face-centered cubic lattice (FCC),
Cemented carbide for cutting tools, characterized in that the fraction of the main phase and the fraction of the accessory phase satisfy the following relational expression 1.
[Relational Expression 1]
70 ≤ HC/(HC+FC) < 95
(In Equation 1, HC means the volume % of the main phase in the binding phase, and FC means the volume % of the accessory phase in the binding phase)
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
600 내지 800℃에서의 항절력을 CH로 정의하고, 20 내지 30℃에서의 항절력을 CL로 정의할 때, CH/CL 이 60 내지 80일 수 있다.
The method of claim 1,
When the bending force at 600 to 800° C. is defined as CH and the bending force at 20 to 30° C. is defined as C L , C H /C L may be from 60 to 80.
제 1항에 있어서,
상기 주상은 상기 부속상에 비해 2배 이상의 부피%를 갖는 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금.
The method of claim 1,
The main phase is a cemented carbide for cutting tools, characterized in that it has a volume % more than twice that of the auxiliary phase.
제 1항에 있어서,
상기 고용 금속은 Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta 및 V로 이루어진 군에서부터 선택되는 하나 이상의 금속원소인 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금.
The method of claim 1,
The solid solution metal is one or more metal elements selected from the group consisting of Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta and V, cemented carbide for a cutting tool.
제 6항에 있어서,
상기 고용 금속은 Cr, Ta 및 Ti로 이루어진 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금.
7. The method of claim 6,
The solid solution metal is a cemented carbide for a cutting tool, characterized in that made of Cr, Ta and Ti.
제 1항에 있어서,
상기 절삭공구용 초경합금은 하기 관계식 2를 만족하는 절삭공구용 초경합금.
[관계식 2]
1.0 ≤ WCr + WTi ≤ 10.0
(상기 관계식 2에서 WC은 Cr 또는 Cr 함유 합금의 중량%이며, 상기 WT는 Ti 또는 Ti 함유 합금의 중량%이다)
The method of claim 1,
The cemented carbide for a cutting tool is a cemented carbide for a cutting tool that satisfies the following relation (2).
[Relational Expression 2]
1.0 ≤ W Cr + W Ti ≤ 10.0
(In the above relation 2, W C is Cr or Cr-containing alloy in weight%, and W T is Ti or Ti-containing alloy in weight%)
제 8항에 있어서,
상기 절삭공구용 초경합금은,
80 내지 90 중량%의 WC, 5 내지 15중량%의 Co를 바탕으로,
Cr 또는 Cr 함유 합금을 0.1 내지 3 중량%,
Ta 또는 Ta 함유 합금을 0.9 내지 9.9 중량%,
Ti 또는 Ti 함유 합금을 1 내지 10 중량% 및 나머지 불가피한 불순물로 이루어지되, 상기 Cr 또는 Cr 함유 합금과 상기 Ta 또는 Ta 함유 합금이 둘 다 0 중량%가 아닌 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금.
9. The method of claim 8,
The cemented carbide for the cutting tool,
Based on 80 to 90% by weight of WC, 5 to 15% by weight of Co,
0.1 to 3% by weight of Cr or an alloy containing Cr,
0.9 to 9.9% by weight of Ta or an alloy containing Ta;
A cemented carbide for a cutting tool, comprising 1 to 10% by weight of Ti or a Ti-containing alloy and the remaining unavoidable impurities, characterized in that neither the Cr or Cr-containing alloy and the Ta or Ta-containing alloy are 0% by weight.
제 9항에 있어서,
상기 Ti 함유 합금은 WTi, WTiC, TiC, TiN, TiAl, TiCN, AlTiSi 및 WTiCN로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상으로 제공되는 절삭공구용 초경합금.
10. The method of claim 9,
The Ti-containing alloy is a cemented carbide for a cutting tool provided at least one selected from the group consisting of WTi, WTiC, TiC, TiN, TiAl, TiCN, AlTiSi and WTiCN.
제 10항에 있어서,
상기 Ti 함유 합금은 WTiCN인 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금.
11. The method of claim 10,
The Ti-containing alloy is a cemented carbide for a cutting tool, characterized in that WTiCN.
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