KR102475573B1 - 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재 - Google Patents

자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재 Download PDF

Info

Publication number
KR102475573B1
KR102475573B1 KR1020210110824A KR20210110824A KR102475573B1 KR 102475573 B1 KR102475573 B1 KR 102475573B1 KR 1020210110824 A KR1020210110824 A KR 1020210110824A KR 20210110824 A KR20210110824 A KR 20210110824A KR 102475573 B1 KR102475573 B1 KR 102475573B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cemented carbide
powder
delete delete
magnetic field
mold
Prior art date
Application number
KR1020210110824A
Other languages
English (en)
Inventor
조현준
배온유
배동인
Original Assignee
주식회사 와이케이신터링
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 와이케이신터링 filed Critical 주식회사 와이케이신터링
Priority to KR1020210110824A priority Critical patent/KR102475573B1/ko
Priority to CN202210227985.6A priority patent/CN115709283A/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR102475573B1 publication Critical patent/KR102475573B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/1208Containers or coating used therefor
    • B22F3/1258Container manufacturing
    • B22F3/1266Container manufacturing by coating or sealing the surface of the preformed article, e.g. by melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/058Mixtures of metal powder with non-metallic powder by reaction sintering (i.e. gasless reaction starting from a mixture of solid metal compounds)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C2202/00Physical properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

개시되는 자기장을 이용한 초경합금의 제조 방법은, 스테인레스분말, 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 준비하는 단계; 상기 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 금형에 장입하는 단계; 상기 금형에 자기장을 인가하여 초경코팅층을 형성하는 단계; 상기 초경코팅층이 형성된 금형에 스테인레스분말을 장입하여 성형하는 단계; 및 상기 성형하는 단계에서 수득된 성형체에 대해 탈지공정 및 소결공정을 수행하는 단계;를 포함함으로써, 도금제품의 백화현상을 방지하여 청정도 및 정밀도를 요구하는 디스플레이, 반도체 및 자동차 부품 제조 과정에서 효율적으로 적용할 수 있다.

Description

자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재{METHOD FOR MANUFACTURING COMPLEX MATERIAL USING MAGNETIC FIELD AND COMPLEX MATERIAL MANUFACTURED USING MAGNETIC FIELD}
본 발명(Disclosure)은, 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재에 관한 것으로, 구체적으로, 스테인레스강의 표면에 초경코팅층을 형성하되, 금형에 초경분말을 장입한 금형에 직류전류를 인가하여 자기장을 형성시켜 초경코팅층을 형성시킴으로써, 도금제품의 백화현상을 방지하여 청정도 및 정밀도를 요구하는 디스플레이, 반도체 및 자동차 부품 제조 과정에서 효율적으로 적용할 수 있는 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
현대 산업에서 초경합금은 그 특유의 높은 내마모성 때문에 고속도강, 다이아몬드 복합재 등과 함께 대표적인 공구용 소재로서, 주로 절삭, 절단용 공구, 내마모용 부품, 금형소재 등에 다양하게 사용되고 있으며, 초전도체와 광통신 같은 첨단산업에서도 핵심 소재로서 점차적으로 각광받고 있는 추세이다.
일반적으로 초경합금은 텅스텐카바이드(WC), 티타늄카바이드(TiC) 등의 분말에 5-10 %의 코발트(Co)를 결합재로 하여 가압 성형한 후에, 소결하는 방식으로 제조될 수 있는데, 고속도강보다 높은 고속절삭에 견딜 수 있는 것으로 알려져 있고, 텅스텐카바이드(WC)와 코발트(Co)의 조성에 따라 주요 물성이 좌우되어 현재 다양한 용도의 제품이 생산되고 있다.
세계적으로 저탄소 녹색성장 및 그린 재활용 공정과 같은 친환경 공정의 기술개발에 대한 필요성이 대두되고 있는데, 스테인리스강의 경화를 위한 크롬 도금공정 시 환경 문제가 발생하여, 도금 공장이 환경 처리시설을 강화함에 따라 공정 단가가 높아지고 결과적으로 제품의 단가가 상승하게 되는 문제가 있다.
이와 같은 환경 및 단가 등의 문제점들을 해결하기 위해, 크롬 도금을 대체할 수 있는 새로운 코팅 공정 기술이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 일반적으로 도금제품을 대기 중에 사용하고 있으면, 표면이 하얗게 되는 백화현상이 발생하게 되는데, 백화현상은 발생환경으로부터 개방되면 저절로 소멸되며, 도금표면에는 치밀한 보호성 피막을 형성하기 때문에 내식성에는 영향이 없고, 시간이 경과함에 따라 외관상 차이도 없어지게 되며, 도금품질 상의 결함으로 취급할 문제는 아니지만, 폐쇄적인 반도체 라인의 특성상 분말이나 먼지, 특히 부식생성물(예를 들면, 녹, 백화 등)에 의한 오염을 완전 배제해야 하는 조건에서는 반드시 해결해야 할 필요성이 있다.
1. 한국등록특허공보 제10-1425952호(2014.07.28.등록)
본 발명(Disclosure)은, 스테인레스강의 표면에 초경코팅층을 형성하되, 금형에 초경분말을 장입한 금형에 직류전류를 인가하여 자기장을 형성시켜 초경코팅층을 형성시킴으로써, 도금제품의 백화현상을 방지하여 청정도 및 정밀도를 요구하는 디스플레이, 반도체 및 자동차 부품 제조 과정에서 효율적으로 적용할 수 있는 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용하여 제조된 복합소재는, 스테인레스강; 및 초경합금을 포함하되, 상기 스테인레스강의 표면에 자기장을 이용하여 형성되는 초경코팅층;을 포함한다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용하여 제조된 복합소재에서, 상기 초경합금은, 텅스텐카바이드(WC), 티타늄카바이드(TiC), 바나듐카바이드(VC) 및 탄탈륨카바이드(TaC) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용하여 제조된 복합소재에서, 상기 초경합금은, 코발트(Co), 니켈(Ni), 철(Fe), 클롬카바이드(Cr2C3) 및 탄소(C) 중에서 선택된 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용하여 제조된 복합소재에서, 상기 초경코팅층은, 외주면에 코일을 감아 전자석 구조를 갖도록 금형을 구비하고, 상기 금형의 내부에 초경분말, 바인더 분말 및 첨가제를 장입한 후, 상기 코일에 직류전류를 인가하여 형성된 자기장을 통해 상기 금형의 내벽에 형성시킬 수 있다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용하여 제조된 복합소재에서, 상기 스테인레스강은, 상기 초경코팅층이 내벽에 형성된 상기 금형의 내부에 스테인레스분말을 장입한 후, 10-100 MPa의 압력범위로 압력을 가하여 성형될 수 있다.
본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법은, 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 혼합하는 단계; 상기 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 금형에 장입하는 단계; 상기 금형에 자기장을 인가하여 초경코팅층을 형성하는 단계; 상기 초경코팅층이 형성된 금형에 스테인레스분말을 장입하여 성형하는 단계; 및 상기 성형하는 단계에서 수득된 성형체에 대해 탈지공정 및 소결공정을 수행하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 초경분말은, 텅스텐카바이드(WC), 티타늄카바이드(TiC), 바나듐카바이드(VC) 및 탄탈륨카바이드(TaC) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 바인더분말은, 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 철(Fe) 중에서 선택된 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 코발트는, 상기 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 포함하는 전체중량에 대해 1-20 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 니켈은, 상기 전체중량에 대해 1-20 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 철은, 상기 전체중량에 대해 1-30 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 첨가제는, 크롬카바이드(Cr2C3) 및 탄소(C) 중에서 선택된 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 크롬카바이드는, 상기 전체중량에 대해 0.1-1 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 탄소는, 상기 전체중량에 대해 0.1-5 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 혼합하는 단계는, 100-500 rpm의 회전속도와 1-5 시간의 시간범위로 수행되는 볼밀링 공정을 통해 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 초경코팅층을 형성하는 단계는, 외주면에 코일을 감아 전자석 구조를 갖도록 상기 금형을 구비하고, 상기 금형의 내부에 상기 초경분말, 바인더 분말 및 첨가제를 장입한 후, 상기 코일에 직류전류를 인가하여 상기 초경코팅층을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 스테인레스분말을 장입하여 성형하는 단계는, 상기 초경코팅층이 내벽에 형성된 상기 금형의 내부에 스테인레스분말을 장입한 후, 10-100 MPa의 압력범위로 압력을 가하여 성형할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 탈지공정은, 진공분위기에서 650-750 ℃의 온도범위와 30-120 분의 시간범위로 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법에서, 상기 소결공정은, 진공분위기에서 1000-1350 ℃의 온도범위와 30-120 분의 시간범위로 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 스테인레스강의 표면에 초경코팅층을 형성하되, 금형에 초경말을 장입한 금형에 직류전류를 인가하여 자기장을 형성시켜 초경코팅층을 형성시킴으로써, 도금제품의 백화현상을 방지하여 청정도 및 정밀도를 요구하는 디스플레이, 반도체 및 자동차 부품 제조 과정에서 효율적으로 적용할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 자기장을 이용하여 제조된 복합소재를 예시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 자기장을 이용하여 복합소재를 제조하는 과정을 나타낸 플로우차트이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 자기장을 이용하여 복합소재를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 자기장을 이용한 초경합금의 제조 방법을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 자기장을 이용하여 제조된 복합소재를 예시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 자기장을 이용하여 제조된 복합소재는 스테인레스강(110), 초경코팅층(120) 등을 포함할 수 있다.
스테인레스강(110)은 초경코팅층(120)이 내벽에 형성된 금형(10)의 내부에 스테인레스분말을 장입한 후, 10-100 MPa의 압력범위로 압력을 가하여 성형될 수 있다.
초경코팅층(120)은 초경합금을 포함하되, 스테인레스강(110)의 표면에 자기장을 이용하여 형성될 수 있는데, 초경합금은 예를 들면, 텅스텐카바이드(WC), 티타늄카바이드(TiC), 바나듐카바이드(VC) 및 탄탈륨카바이드(TaC) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 초경합금은 예를 들면, 코발트(Co), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬카바이드(Cr2C3) 및 탄소(C) 중에서 선택된 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있는데, 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 철(Fe) 중에서 선택된 적어도 하나는 바인더로 하여 추가로 첨가될 수 있고, 크롬카바이드(Cr2C3) 및 탄소(C) 중에서 선택된 적어도 하나는 첨가제로 하여 추가로 첨가될 수 있다.
이러한 초경코팅층(120)은 금형(10)의 외주면에 코일(20)을 감아 전자석 구조를 갖도록 금형(10)을 구비하고, 금형(10)의 내부에 초경분말, 바인더 분말 및 첨가제를 장입한 후, 코일(20)에 직류전류를 인가하여 형성된 자기장을 통해 금형(10)의 내벽에 형성시킬 수 있다.
여기에서, 초경코팅층(120)의 형성은 코일의 형태 및 전류의 세기 조절을 통해 자기장의 분포 및 세기를 조절할 수 있으며, 이를 통해 초경코팅층(120)의 두께를 조절할 수 있다.
이 때, 장입된 초경분말을 금형(10)의 내부 표면(즉, 내벽)에 균일하게 부착시키기 위해서 불활성가스(예를 들면, 아르곤(Ar) 가스 등)을 주입할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스테인레스강의 표면에 초경코팅층을 형성하되, 금형에 초경분말을 장입한 금형에 직류전류를 인가하여 자기장을 형성시켜 초경코팅층을 형성시킴으로써, 도금제품의 백화현상을 방지하여 청정도 및 정밀도를 요구하는 디스플레이, 반도체 및 자동차 부품 제조 과정에서 효율적으로 적용할 수 있다.
다음에, 자기장을 이용하여 복합소재를 제조하기 위해 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 금형에 장입하고, 금형에 직류 전류를 인가하여 자기장을 형성시키며, 형성된 자기장을 통해 금형의 내벽에 초경코팅층을 형성시킨 후에, 스테인레스분말을 금형에 장입하여 압력을 가해 성형체를 제조하며, 그 성형체에 대해 탈지공정 및 소결공정을 수행하는 과정에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 자기장을 이용하여 복합소재를 제조하는 과정을 나타낸 플로우차트이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 자기장을 이용하여 복합소재를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 혼합할 수 있다(단계310).
여기에서, 초경분말은 예를 들면, 텅스텐카바이드(WC), 티타늄카바이드(TiC), 바나듐카바이드(VC) 및 탄탈륨카바이드(TaC) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 바인더분말은 예를 들면, 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 철(Fe) 중에서 선택된 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있는데, 코발트는 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 포함하는 전체중량에 대해 1-20 중량부로 포함될 수 있고, 니켈은 전체중량에 대해 1-20 중량부로 포함될 수 있으며, 철은 전체중량에 대해 1-30 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 첨가제는 예를 들면, 크롬카바이드(Cr2C3) 및 탄소(C) 중에서 선택된 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있는데, 크롬카바이드는 전체중량에 대해 0.1-1 중량부로 포함될 수 있고, 탄소는 전체중량에 대해 0.1-5 중량부로 포함될 수 있다.
예를 들면, 초경합금분말은 텅스텐카바이드(WC), 코발트(Co), 크롬카바이드(Cr2C3) 및 탄소(C)의 혼합분말로 제공되거나, 혹은 텅스텐카바이드(WC), 철(Fe), 크롬카바이드(Cr2C3) 및 탄소(C)의 혼합분말로 제공되거나, 혹은 텅스텐카바이드(WC), 코발트(Co), 철(Fe), 크롬카바이드(Cr2C3) 및 탄소(C)의 혼합분말로 제공될 수 있다.
여기에서, 혼합분말에 포함되는 고분자 바인더분말은 혼합분말 전체중량에 대해 0.1-10 중량부로 하여 포함될 수 있다.
상술한 바와 같은 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 혼합하는 단계(310)에서는, 100-500 rpm의 회전속도와 1-5 시간의 시간범위로 수행되는 볼밀링 공정을 통해 수행될 수 있으며, 공정효율을 향상시키기 위해 5 시간 이내로 볼밀링 공정을 수행할 수 있다.
여기에서, 볼밀링 공정을 수행하는 밀링용기 내부에 구비되는 자(jar)와 볼(ball)은 초경소재를 포함할 수 있으며, 이에 따라 혼합분말을 볼밀링함에 있어 동일소재인 초경소재를 사용하여 이형재잴에 의한 오염을 최소화하고, 볼밀링 시간을 효과적으로 단축할 수 있다.
다음에, 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 금형(10)에 장입할 수 있다(단계320). 이러한 금형(10)은 외주면에 코일(20)이 감겨있어 직류전류를 코일(20)에 인가할 경우 자기장을 형성할 수 있으며, 이에 따라 내부에 장입된 분말을 금형의 내벽(즉, 내부표면)에 부착시킬 수 있다.
그리고, 금형(10)에 자기장을 인가하여 초경코팅층(120)을 형성할 수 있다(단계330).
이러한 초경코팅층을 형성하는 단계(330)에서는 외주면에 코일(20)을 감아 전자석 구조를 갖도록 금형(10)을 구비하고, 금형(10)의 내부에 초경분말, 바인더 분말 및 첨가제를 장입한 후, 코일(20)에 직류전류를 인가하여 초경코팅층(120)을 형성시킬 수 있는데, 코일(20)에 직류전류를 인가하여 금형(10)에 자기장을 형성시킴으로써, 금형(10)의 내부표면에 초경분말을 부착시키는 방식으로 초경코팅층(120)을 형성시킬 수 있다.
여기에서, 초경코팅층(120)의 형성은 코일의 형태 및 전류의 세기 조절을 통해 자기장의 분포 및 세기를 조절할 수 있으며, 이를 통해 초경코팅층(120)의 두께를 조절할 수 있다.
이 때, 장입된 초경분말을 금형(10)의 내부 표면(즉, 내벽)에 균일하게 부착시키기 위해서 불활성가스(예를 들면, 아르곤(Ar) 가스 등)을 주입할 수 있다.
예를 들면, 초경코팅층(120)의 형성에 있어 전류값에 따른 자기장 세기의 조절에 대해 설명하면, 전류값에 따른 자기장의 세기는 물질과 구조에 따라 차이가 있지만, 자기장의 세기는 전류값에 비례한 것으로 알려져 있는데, 본 발명의 실시예에 따른 금형(10)의 구조에서 코일(20)이 금형(10)의 외부를 200번 감은 상태로 제공될 경우 자기장의 세기는 다음의 표 1에 나타낸 바와 같다.
전류값(A) 20 40 60 80 100
자기장세기(mT) 100.48 200.96 301.44 401.92 502.4
또한, 자기장 세기에 다른 초경코팅층(120)의 두께는 초경 분말 크기 및 코발트 함량에 따라 차이가 있지만, 코발트가 12 중량부로 하여 포함될 경우 아래의 표 2와 같은 두께로 하여 코팅되는 것을 확인하였다.
자기장세기(mT) 50 90 240 350
두께(mm) 1.5 4 6 8
상술한 바와 같이 초경코팅층(120)은 전류 세기의 조절에 따른 자기장 세기를 조절하여 대략 0.1-5 mm의 두께범위로 형성시킬 수 있으며, 이에 따라 혼합분말 전체중량에 대한 초경분말의 함량은 초경코팅층(120)의 두께에 따라 0.1-1.0 중량부로 하여 조절될 수 있다.
다음에, 초경코팅층(120)이 형성된 금형(10)에 스테인레스분말을 장입하여 성형할 수 있다(단계340).
이러한 스테인레스분말을 장입하여 성형하는 단계(340)에서는기 초경코팅층(120)이 내벽에 형성된 금형(10)의 내부에 스테인레스분말을 장입한 후, 10-100 MPa의 압력범위로 압력을 가하여 성형할 수 있다.
이어서, 상기 성형하는 단계(340)에서 수득된 성형체에 대해 탈지공정 및 소결공정을 수행할 수 있다(단계350).
여기에서, 탈지공정은 진공분위기에서 650-750 ℃의 온도범위와 30-120 분의 시간범위로 수행될 수 있다.
그리고, 소결공정은 진공분위기에서 1000-1350 ℃의 온도범위와 30-120 분의 시간범위로 수행될 수 있다.
상술한 바와 같은 탈지공정 및 소결공정은 동일한 챔버에서 순차적으로 수행될 수 있으며, 이러한 탈지공정 및 소결공정이 고온에서 진행되기 때문에 초경코팅층(120)의 밀착력이 향상될 수 있다.
이러한 제조 과정을 통해 스테인레스강(110)의 외부에 초경분말을 이용한 초경코팅층(120)을 형성함으로써, 기존 스테인레스강의 경화를 위해 사용된 크롬도금공정을 생략할 수 있기 때문에, 환경적으로 우수한 코팅기술을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스테인레스강의 표면에 초경코팅층을 형성하되, 금형에 초경분말을 장입한 금형에 직류전류를 인가하여 자기장을 형성시켜 초경코팅층을 형성시킴으로써, 도금제품의 백화현상을 방지하여 청정도 및 정밀도를 요구하는 디스플레이, 반도체 및 자동차 부품 제조 과정에서 효율적으로 적용할 수 있다.

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 1-5 시간 동안 100-500rpm의 속도로 회전하는 볼밀링 공정을 통해 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 혼합하는 단계;
    외주면에 코일을 감아 전자석 구조를 갖도록 금형의 내부에 상기 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 장입하는 단계;
    상기 코일에 직류전류를 인가하여 초경코팅층을 형성하는 단계;
    상기 초경코팅층이 내벽에 형성된 상기 금형의 내부에 스테인레스분말을 장입한 후, 10-100 MPa의 압력범위로 압력을 가하여 스테인레스강을 성형하여 성형체를 수득하는 단계;
    상기 성형체를 진공분위기의 챔버에서 650-750℃의 온도에서 30-120 분간 탈지하는 탈지공정을 수행하는 단계; 및
    상기 탈지공정을 거친 상기 성형체를 진공분위기의 챔버에서 1000-1350 ℃의 온도범위와 30-120 분간 소결하는 소결공정을 수행하는 단계;를 포함하되,
    상기 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 혼합하는 단계에서,
    상기 초경분말은 텅스텐카바이드(WC), 티타늄카바이드(TiC), 바나듐카바이드(VC) 및 탄탈륨카바이드(TaC) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하고,
    상기 바인더분말은 상기 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 포함하는 전체 중량에 대해 1-20중량부의 코발트(Co) 또는 1-20중량부의 니켈 또는 1-30중량부의 철 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하며,
    상기 첨가제는 상기 초경분말, 바인더분말 및 첨가제를 포함하는 전체 중량에 대해 0.1-1중량부의 크롬카바이드(Cr2C3) 및 0.1-5중량부의 탄소 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
KR1020210110824A 2021-08-23 2021-08-23 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재 KR102475573B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210110824A KR102475573B1 (ko) 2021-08-23 2021-08-23 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재
CN202210227985.6A CN115709283A (zh) 2021-08-23 2022-03-08 使用磁场制造复合材料的方法和复合材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210110824A KR102475573B1 (ko) 2021-08-23 2021-08-23 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102475573B1 true KR102475573B1 (ko) 2022-12-08

Family

ID=84437247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210110824A KR102475573B1 (ko) 2021-08-23 2021-08-23 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102475573B1 (ko)
CN (1) CN115709283A (ko)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010081565A (ko) * 2000-02-16 2001-08-29 박양자 폐초경합금분말을 이용한 연삭숫돌제조방법
JP2007203577A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Tdk Corp 磁場中成形装置、金型、磁場中成形方法
KR20100016440A (ko) * 2007-04-13 2010-02-12 케나메탈 아이엔씨. 내마모성 코팅들을 가지는 물품들과 이를 제조하는 방법
KR20100048504A (ko) * 2008-10-31 2010-05-11 전북대학교산학협력단 나노구조 금속탄화물-금속 복합재료 제조방법
KR101425952B1 (ko) 2012-04-03 2014-08-05 (주)하이엠시 초경합금 및 초경합금의 제조방법
KR20160013377A (ko) * 2014-07-25 2016-02-04 연세대학교 산학협력단 분말 성형체 제조방법 및 분말 성형체 제조용 혼합분말
KR101652049B1 (ko) * 2015-06-16 2016-08-29 주식회사 아이스기술 텅스텐 카바이드 코팅소재를 이용한 코팅방법
KR20200056807A (ko) * 2018-11-15 2020-05-25 재단법인 포항산업과학연구원 펌프 축 슬리브 및 그 제조방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010081565A (ko) * 2000-02-16 2001-08-29 박양자 폐초경합금분말을 이용한 연삭숫돌제조방법
JP2007203577A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Tdk Corp 磁場中成形装置、金型、磁場中成形方法
KR20100016440A (ko) * 2007-04-13 2010-02-12 케나메탈 아이엔씨. 내마모성 코팅들을 가지는 물품들과 이를 제조하는 방법
KR20100048504A (ko) * 2008-10-31 2010-05-11 전북대학교산학협력단 나노구조 금속탄화물-금속 복합재료 제조방법
KR101425952B1 (ko) 2012-04-03 2014-08-05 (주)하이엠시 초경합금 및 초경합금의 제조방법
KR20160013377A (ko) * 2014-07-25 2016-02-04 연세대학교 산학협력단 분말 성형체 제조방법 및 분말 성형체 제조용 혼합분말
KR101652049B1 (ko) * 2015-06-16 2016-08-29 주식회사 아이스기술 텅스텐 카바이드 코팅소재를 이용한 코팅방법
KR20200056807A (ko) * 2018-11-15 2020-05-25 재단법인 포항산업과학연구원 펌프 축 슬리브 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN115709283A (zh) 2023-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016192177A1 (zh) 一种硬质合金功能梯度材料的成型方法
US4851267A (en) Method of forming wear-resistant material
KR101722239B1 (ko) 열용사코팅 및 초음파 나노크리스탈 표면개질을 이용한 표면처리방법
KR102475573B1 (ko) 자기장을 이용한 복합소재의 제조 방법 및 그 복합소재
CN107974682A (zh) 一种压铸模具表面强化和修复再制造的方法
KR101995377B1 (ko) 텅스텐-몰리브덴 합금 제조방법
KR102314870B1 (ko) 복합 소재 및 이의 제조 방법
JP2003205352A (ja) 溶融金属に対して優れた耐食性、耐摩耗性を有する焼結合金からなる溶融金属用部材、その製造方法、およびそれらを用いた機械構造部材
CN112893843A (zh) 一种MoNiB金属陶瓷螺纹元件的制备方法
JP4515692B2 (ja) スパッタリングターゲット
EP0374080A1 (en) Treatment of mold and use thereof for curing rubber
EP2937439A1 (en) Hard coating film having excellent adhesion resistance to soft metal
EP0996757A1 (en) Titanium based carbonitride alloy with nitrided surface zone
KR101629530B1 (ko) 서멧
JP6805320B1 (ja) 多層皮膜、その製造方法、及び多層皮膜が被覆された機械部材
JP5268771B2 (ja) スパッタリングターゲットの製造方法、それを用いた硬質被膜の形成方法および硬質被膜被覆部材
KR20150099027A (ko) 금속 합금 및 이의 제조방법
CN113333738A (zh) 一种新型增材制造用h13钢粉末及其制备方法
KR20240082275A (ko) 초경합금제 복합소재 및 이의 제조방법
KR20230076350A (ko) 초경합금제 복합소재 및 이의 제조방법
KR101816712B1 (ko) 경질피막이 형성된 절삭공구
KR100796150B1 (ko) 고형상비를 가지는 자동차 브레이크용 솔레노이드밸브 시트하우징의 제조방법
KR102148026B1 (ko) 이종재료 접합 및 가압 함침 공정을 이용하여 제조된 압연롤 및 그 제조방법
KR102600871B1 (ko) 서멧 절삭공구
KR102434157B1 (ko) 금속 표면 상에 3d 프린팅 및 코팅 공정을 통한 다단 적층 공법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant