KR102584679B1 - Cemented carbide for cutting tools and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중량%로, 4~13%의 Co, 1~12%의 화합물 및 잔부의 WC 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 절삭공구용 초경합금에 있어서, 상기 화합물의 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이하이며, 상기 WC의 평균 입자 직경이 1.2 내지 2.2㎛ 일 때, 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경이 하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금에 관한 것이다.
[관계식 1]
18 ≤ 100(A/B) ≤ 30
(상기 관계식 1에서 상기 A는 절삭공구용 초경합금에 있어서 화합물의 평균 입자 직경을 의미하고, 상기 B는 WC의 평균 입자 직경을 의미한다)
The present invention relates to a cemented carbide for cutting tools containing 4 to 13% by weight of Co, 1 to 12% of a compound and the balance of WC and other inevitable impurities, wherein the average particle diameter of the compound is 0.4 ㎛ or less, When the average particle diameter of the WC is 1.2 to 2.2㎛, the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC satisfy the following relational equation 1.
[Relationship 1]
18 ≤ 100(A/B) ≤ 30
(In the above relational equation 1, A refers to the average particle diameter of the compound in cemented carbide for cutting tools, and B refers to the average particle diameter of WC)

Description

절삭공구용 초경합금 및 이의 제조방법{Cemented carbide for cutting tools and method for manufacturing the same}Cemented carbide for cutting tools and method for manufacturing the same}

본 발명은 절삭공구용 초경합금에 관한 것으로, 바람직하게는 상기 초경합금의 WC의 평균 입자 직경 및 화합물의 평균 입자 직경을 적정 수준으로 제어하여 소성변형에 대한 저항성 및 크레이터 마모에 대한 저항성을 향상한 절삭공구용 초경합금 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cemented carbide for cutting tools, preferably a cutting tool with improved resistance to plastic deformation and resistance to crater wear by controlling the average particle diameter of WC and the average particle diameter of the compound of the cemented carbide to an appropriate level. It relates to cemented carbide alloy and its manufacturing method.

초경합금이란 경질의 텅스텐 카바이드(WC)입자를 Co, Ni 및 Fe등으로 제공되는 결합상과 혼합하여 제조되는 합금을 의미한다. 상기 초경합금은 경도가 높고 인성이 강하여 금속 또는 고강도 세라믹을 가공하는 절삭공구용 공구강으로 사용되고 있다. Cemented carbide refers to an alloy manufactured by mixing hard tungsten carbide (WC) particles with a bonding phase provided by Co, Ni, and Fe. The cemented carbide alloy has high hardness and strong toughness, so it is used as tool steel for cutting tools for processing metals or high-strength ceramics.

통상적으로 초경합금은 기계적 성질을 향상하기 위하여 주로 초경합금의 성분조성을 변화시키거나, 미세구조를 다양화 하는 방법을 사용하고 있다. 대표적인 예로, 대한민국등록특허 제10-1792534호에는 WC의 미세조직 제어와 경질 피복층의 조성 제어를 통해 경도를 강화하는 방법을 개시하고 있으며, 대한민국등록특허 제10-2050644호 에서는 Ti의 조성과 "CFL(Cubic phase Free Layer)의 층의 두께를 적절 범위로 제어하여 내마모성과 내충격성을 향상시키는 방법을 개시하고 있다. 또한, 대한민국등록특허 제10-1302374호에는 WC를 제외한 탄화물의 함량을 소정범위로 제한하는 방법이 개시되어 있다. Typically, in order to improve the mechanical properties of cemented carbide alloy, methods are mainly used to change the composition of the cemented carbide alloy or to diversify the microstructure. As a representative example, Republic of Korea Patent No. 10-1792534 discloses a method of strengthening hardness through controlling the microstructure of WC and composition of the hard coating layer, and Republic of Korea Patent No. 10-2050644 discloses the composition of Ti and "CFL". A method of improving wear resistance and impact resistance is disclosed by controlling the thickness of the layer of the Cubic phase Free Layer (Cubic phase Free Layer) to an appropriate range. In addition, Republic of Korea Patent No. 10-1302374 discloses that the content of carbides excluding WC is set to a predetermined range. A method for limiting is disclosed.

하지만 상기의 방법 외에도 소결 조건을 제어하여 기계적 성질을 강화할 수 있는 초경합금의 제조방법이 꾸준히 요구되고 있다. However, in addition to the above methods, there is a constant need for a method of manufacturing cemented carbide that can enhance mechanical properties by controlling sintering conditions.

대한민국등록특허 제10-1792534호 (2017.10.26.)Republic of Korea Patent No. 10-1792534 (2017.10.26.) 대한민국등록특허 제10-2050644호(2019.11.25.)Republic of Korea Patent No. 10-2050644 (2019.11.25.) 대한민국등록특허 제10-1302374호(2013.08.27.)Republic of Korea Patent No. 10-1302374 (2013.08.27.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 소결온도 및 냉각속도를 제어하여 초경합금의 평균 입자 직경을 적절한 범위로 제어하고, 이를 통해 소성변형에 대한 저항성 및 크레이터 마모에 대한 저항성을 향상한 절삭공구용 초경합금 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. In order to solve the above problems, the present invention controls the sintering temperature and cooling rate to control the average particle diameter of cemented carbide to an appropriate range, thereby improving resistance to plastic deformation and crater wear for cutting tools. Cemented carbide alloy and its manufacturing method can be provided.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 중량%로, 4~13%의 Co, 1~12%의 화합물 및 잔부의 WC 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 절삭공구용 초경합금에 있어서, 상기 화합물의 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이하이며, 상기 WC의 평균 입자 직경이 1.2 내지 2.2㎛ 일 때, 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경이 하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금에 관한 것이다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is a cemented carbide for cutting tools containing 4 to 13% by weight of Co, 1 to 12% of the compound and the balance of WC and other inevitable impurities, wherein the compound When the average particle diameter of is 0.4㎛ or less and the average particle diameter of the WC is 1.2 to 2.2㎛, the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC satisfy the following relational equation 1. It is about cemented carbide for tools.

[관계식 1] [Relationship 1]

18 ≤ 100(A/B) ≤ 3018 ≤ 100(A/B) ≤ 30

(상기 관계식 1에서 상기 A는 절삭공구용 초경합금에 있어서 화합물의 평균 입자 직경을 의미하고, 상기 B는 WC의 평균 입자 직경을 의미한다)(In the above relational equation 1, A refers to the average particle diameter of the compound in cemented carbide for cutting tools, and B refers to the average particle diameter of WC)

상기 일 실시 예에 있어, 상기 화합물은 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소 또는 질소와 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물로 제공될 수 있다.In one embodiment, the compound may be provided as a carbide, nitride, or carbonitride formed by combining one or more elements selected from the group consisting of Group 4a, Group 5a, or Group 6a elements with carbon or nitrogen.

상기 일 실시 예에 있어, 상기 화합물은 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소와 결합한 탄화물로 제공될 수 있다.In one embodiment, the compound may be provided as a carbide in which one or more elements selected from the group consisting of Group 4a, Group 5a, or Group 6a elements are combined with carbon.

상기 일 실시 예에 있어, 상기 절삭공구용 초경합금은 하기 크랙 포인트가 25% 이하일 수 있다.In one embodiment, the cemented carbide for cutting tools may have a crack point of 25% or less.

[관계식 2][Relational Expression 2]

크랙 포인트 A= (단위면적 당 화합물의 계면 갯수) / (단위면적 당 전체 화합물 갯수) x 100Crack point A= (number of interfaces of compounds per unit area) / (total number of compounds per unit area) x 100

본 발명의 또 다른 실시 예는 상술한 절삭공구용 초경합금 및 상기 초경합금의 표면 상에 형성된 경질피막으로 이루어지는 절삭공구에 관한 것이다. Another embodiment of the present invention relates to a cutting tool made of the cemented carbide for cutting tools described above and a hard film formed on the surface of the cemented carbide.

상기 일 실시 예에 있어, 상기 경질피막은 CVD법(화학기상증착법) 및 PVD법(물리기상증착법) 중에서 선택된 하나 이상의 방법으로 형성될 수 있다.In one embodiment, the hard film may be formed by one or more methods selected from CVD (chemical vapor deposition) and PVD (physical vapor deposition) methods.

본 발명의 또 다른 실시 예는 중량%로, 4~13%의 Co, 1~12%의 화합물 및 잔부의 WC로 이루어진 원료 분말을 칭량한 후 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 몰드에 넣고 가압하여 성형체를 제조하는 단계 및 상기 혼합물을 소결하여 초경합금을 제조하는 단계를 포함하며, 상기 소결 단계는, 상기 성형체를 약 200 내지 300℃ 에서 1 내지 3시간 동안 탈지 하는 단계, 상기 탈지된 성형체를 1,000 내지 1,250℃ 에서 1차 소결 하는 단계, 1차 소결된 성형체를 1,400 내지 1,450℃에서 2차 소결하는 단계, 2차 소결된 성형체를 1,500 내지 1,600℃에서 3차 소결하는 단계, 3차 소결된 성형체를 1000 내지 1300℃까지 1차 냉각하는 단계 및 1차 냉각된 성형체를 상온까지 2차 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금의 제조방법에 관한 것이다. Another embodiment of the present invention is a step of preparing a mixture by weighing and mixing raw material powder consisting of 4 to 13% by weight of Co, 1 to 12% of the compound and the balance of WC, and placing the mixture in a mold. It includes the steps of producing a molded body by pressing and sintering the mixture to produce cemented carbide, wherein the sintering step includes degreasing the molded body at about 200 to 300° C. for 1 to 3 hours, and the degreased molded body. Primary sintering at 1,000 to 1,250°C, secondary sintering of the primary sintered body at 1,400 to 1,450°C, tertiary sintering of the secondary sintered body at 1,500 to 1,600°C, tertiary sintering It relates to a method of manufacturing cemented carbide for cutting tools, comprising the steps of primary cooling the molded body to 1000 to 1300°C and secondary cooling the primary cooled molded body to room temperature.

상기 일 실시 예에 있어, 상기 2차 소결은 90 내지 120분 동안 수행될 수 있다.In one embodiment, the secondary sintering may be performed for 90 to 120 minutes.

상기 일 실시 예에 있어, 상기 2차 냉각은 120 내지 150℃/min의 냉각속도로 수행될 수 있다.In one embodiment, the secondary cooling may be performed at a cooling rate of 120 to 150°C/min.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 절삭공구용 초경합금은 상기 화합물의 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이하이며, 상기 WC의 평균 입자 직경이 1.2 내지 2.2㎛ 일 때, 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경을 적정 수준으로 제어하여 소성변형에 대한 저항성 및 크레이터 마모에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다. Above, in the cemented carbide for cutting tools according to an embodiment of the present invention, when the average particle diameter of the compound is 0.4㎛ or less and the average particle diameter of the WC is 1.2 to 2.2㎛, the average particle diameter of the compound and the WC By controlling the average particle diameter to an appropriate level, resistance to plastic deformation and resistance to crater wear can be improved.

이를 통해, 절삭공구의 내마모성을 향상하고, 수명을 증가시킬 수 있다. Through this, the wear resistance of the cutting tool can be improved and its lifespan can be increased.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 절삭공구용 초경합금의 소결방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 절삭공구용 초경합금의 단면을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 비교예 1에 따라 제조된 절삭공구용 초경합금의 단면을 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 크랙 포인트를 측정하기 위한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 절삭공구의 소성변형량을 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 비교예 1에 따라 제조한 절삭공구의 소성변형량을 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 크레이터 마모 폭을 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 비교예 1에 따라 제조한 크레이터 마모 폭을 촬영한 사진이다.
1 is a flowchart for explaining a method of sintering cemented carbide for cutting tools according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a photograph of a cross-section of cemented carbide for cutting tools manufactured according to Example 1 of the present invention.
Figure 3 is a photograph of a cross-section of cemented carbide for cutting tools manufactured according to Comparative Example 1 of the present invention.
Figure 4 is a photograph for measuring crack points according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a photograph of the amount of plastic deformation of the cutting tool manufactured according to Example 1 of the present invention.
Figure 6 is a photograph of the amount of plastic deformation of the cutting tool manufactured according to Comparative Example 1 of the present invention.
Figure 7 is a photograph of the crater wear width manufactured according to Example 1 of the present invention.
Figure 8 is a photograph of the crater wear width manufactured according to Comparative Example 1 of the present invention.

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, the cemented carbide for cutting tools according to the present invention will be described in detail. The drawings introduced below are provided as examples so that the idea 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 and scientific terms used, they have meanings commonly understood by those skilled in the art to which this invention pertains, and the gist of the present invention is summarized in the following description and attached drawings. Descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure are omitted.

본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명은 4~13%의 Co, 1~12%의 화합물 및 잔부의 WC 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 소성변형에 대한 저항성 및 크레이터 마모 저항성이 우수한 절삭공구용 초경합금에 관한 것이다. According to one feature of the present invention, the present invention provides a cemented carbide alloy for cutting tools with excellent resistance to plastic deformation and crater wear resistance, including 4 to 13% of Co, 1 to 12% of the compound and the balance of WC and other inevitable impurities. It's about.

본 명세서에서 WC는 텅스텐(W) 분말과 탄소(C) 분말이 결합하여 형성된 텅스텐 카바이드를 의미한다. In this specification, WC refers to tungsten carbide formed by combining tungsten (W) powder and carbon (C) powder.

본 명세서에서 상기 화합물은 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소 또는 질소와 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물을 의미할 수 있다.As used herein, the compound may refer to carbides, nitrides, and carbonitrides formed by combining one or more elements selected from the group consisting of Group 4a, Group 5a, or Group 6a elements with carbon or nitrogen.

예를 들어, 상기 화합물은 Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속과 1 중량% 이하의 C 또는 N 가 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물을 의미할 수 있다. 더 바람직하게는 상기 화합물은 Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속과 1 중량% 이하의 탄소가 결합된 금속 탄화물로 제공될 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는 TiC, NbC, TaC 중에서 선택한 어느 하나의 금속 탄화물로 제공될 수 있다. For example, the compounds are carbides, nitrides, and carbonitrides formed by combining one or more metals selected from the group consisting of Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta, and V with 1% by weight or less of C or N. It can mean. More preferably, the compound may be provided as a metal carbide in which one or more metals selected from the group consisting of Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta and V and 1% by weight or less of carbon are combined. More preferably, it may be provided as any one metal carbide selected from TiC, NbC, and TaC.

이하, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 상기 화합물을 Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속과 1 중량% 이하의 탄소가 결합된 탄화물인 것으로 예를 들어 설명하나 이에 한정된 것이 아니며, 질화물 및 탄질화물에서도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.Hereinafter, for convenience of explanation, in this specification, the compound is considered to be a carbide in which one or more metals selected from the group consisting of Cr, Zr, Nb, Mo, Ti, Hf, Ta and V and 1% by weight or less of carbon are combined. Although it is explained by way of example, it is not limited to this, and it is obvious that the same can be applied to nitride and carbonitride.

실시 예에 따르면, 본 발명은 제조 과정에서 승온 속도 및 냉각 속도를 제어하여 상기 화합물과 상기 WC의 입자 직경을 조절할 수 있다. According to an embodiment, the present invention can control the particle diameter of the compound and the WC by controlling the temperature increase rate and cooling rate during the manufacturing process.

예를 들어, 본 발명은 원료 분말이 혼합된 성형체를 상기 성형체를 약 200 내지 300℃ 에서 1 내지 3시간 동안 탈지 하는 단계, 상기 탈지된 성형체를 1,000 내지 1,250℃에서 일정 시간동안 유지되는 1차 소결 하는 단계, 1차 소결된 성형체를 1,400 내지 1,450℃에서 일정 시간동안 유지되는 2차 소결하는 단계, 2차 소결된 성형체를 1,500 내지 1,600℃에서 일정 시간동안 유지되는 3차 소결하는 단계, 3차 소결된 성형체를 1000 내지 1300℃까지 1차 냉각하는 단계 및 1차 냉각된 성형체를 상온까지 2차 냉각하는 단계를 수행하여 상기 절삭공구용 초경합금을 제조할 수 있다. For example, the present invention includes the steps of degreasing a molded body mixed with raw material powder at about 200 to 300°C for 1 to 3 hours, and maintaining the degreased molded body for a certain time at 1,000 to 1,250°C. A step of secondary sintering of the first sintered molded body at 1,400 to 1,450°C for a certain period of time, a third sintering of the secondly sintered body at 1,500 to 1,600°C for a certain period of time, tertiary sintering. The cemented carbide for cutting tools can be manufactured by performing the steps of first cooling the molded body to 1000 to 1300°C and secondary cooling the first cooled molded body to room temperature.

이 과정에서 상기 3차 소결하는 단계에서 1,500 내지 1,600℃를 90 내지 120분 동안 유지하고, 2차 냉각하는 단계에서 120 내지 150℃/min의 냉각속도로 냉각하여 상기 화합물과 상기 WC의 입자 직경을 조절할 수 있다. In this process, in the third sintering step, 1,500 to 1,600°C is maintained for 90 to 120 minutes, and in the second cooling step, the temperature is cooled at a cooling rate of 120 to 150°C/min to reduce the particle diameters of the compound and the WC. It can be adjusted.

그 결과, 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경이 하기 관계식 1을 만족할 수 있도록 제어할 수 있다.As a result, the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC can be controlled to satisfy the following relational equation 1.

[관계식 1] [Relationship 1]

18 ≤ 100(A/B) ≤ 3018 ≤ 100(A/B) ≤ 30

(상기 관계식 1에서 상기 A는 절삭공구용 초경합금에 있어서 화합물의 평균 입자 직경을 의미하고, 상기 B는 WC의 평균 입자 직경을 의미한다)(In the above relational equation 1, A refers to the average particle diameter of the compound in cemented carbide for cutting tools, and B refers to the average particle diameter of WC)

또한, 상기 절삭공구용 초경합금에서 상기 화합물의 평균 입자 직경을 0.4㎛ 이하, 상기 WC의 평균 입자 직경이 1.2 내지 2.2㎛로 제어할 수 있다.In addition, in the cemented carbide for cutting tools, the average particle diameter of the compound can be controlled to 0.4 ㎛ or less, and the average particle diameter of the WC can be controlled to 1.2 to 2.2 ㎛.

다시 말해, 본 발명은 제조 과정에서 소결 시간 및 냉각 속도를 제어함으로써, 상기 화합물의 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이하, 상기 WC의 평균 입자 직경이 1,2 내지 2,2㎛로 제조할 수 있으며, 상기 화합물 및 상기 WC의 평균 입자 직경이 상술한 범위로 제공되는 상태에서 추가적으로 상기 화합물 및 상기 WC의 평균 입자 직경의 비율을 추가적으로 제한하여 소성변형 및 크레이터 마모에 대한 저항성을 확보할 수 있다. In other words, the present invention can be manufactured with an average particle diameter of the compound of 0.4 ㎛ or less and an average particle diameter of the WC of 1.2 to 2.2 ㎛ by controlling the sintering time and cooling rate during the manufacturing process, While the average particle diameter of the compound and the WC is provided in the above-mentioned range, resistance to plastic deformation and crater wear can be secured by additionally limiting the ratio of the average particle diameter of the compound and the WC.

실시 예에 따르면, 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비(A/B)가 18 미만이면, 상기 화합물의 입자가 상기 WC 입자보다 지나치게 미립하다는 것을 의미한다. According to an embodiment, if the ratio (A/B) between the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC is less than 18, it means that the particles of the compound are too fine than the WC particles.

통상적으로 상기 화합물은 상기 초경합금 내에서 Co 결합상이 이루는 격자 사이에 고용되어 침입형 고용체(Interstitial solid solution)를 형성할 수 있다. 상기 침입형 고용체 형태로 포함되는 화합물은 상기 초경합금에서 전위의 이동을 방해하여 고용강화를 유도할 수 있다. 그 결과 상기 초경합금의 기계적 특성이 향상될 수 있다.Typically, the compound may be dissolved between the lattices formed by the Co bond phase in the cemented carbide to form an interstitial solid solution. The compound contained in the interstitial solid solution form can induce solid solution strengthening by interfering with the movement of dislocations in the cemented carbide alloy. As a result, the mechanical properties of the cemented carbide alloy can be improved.

하지만 이 과정에서, 상기 화합물의 입자 크기가 지나치게 작으면 침입형 고용체가 전위의 이동을 효과적으로 방해하지 못하여 충분한 고용강화 효과를 유도하기 어렵다. 그 결과 상기 초경합금의 기계적 강도가 감소할 수 있다 즉, 상기 초경합금의 내마모성 및 내치핑성이 감소됨을 의미한다. 이는 상기 초경합금으로 절삭공구를 제조할 경우, 상기 절삭공구의 소성변형에 대한 저항성이 감소하여 변형이 쉽게 발생하고, 크레이터 마모가 쉽게 발생할 수 있음을 의미한다.However, in this process, if the particle size of the compound is too small, the interstitial solid solution cannot effectively impede the movement of dislocations, making it difficult to induce a sufficient solid solution strengthening effect. As a result, the mechanical strength of the cemented carbide may be reduced, which means that the wear resistance and chipping resistance of the cemented carbide are reduced. This means that when a cutting tool is manufactured from the cemented carbide alloy, the resistance to plastic deformation of the cutting tool is reduced, so that deformation easily occurs and crater wear can easily occur.

반대로, 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비(A/B)가 30을 초과하면, 조대한 크기의 화합물이 형성되었음을 의미한다. 이 경우, 하나의 화합물이 주변에 형성된 하나 이상의 다른 화합물과 서로 결합하여 마치 하나의 조대한 화합물의 형태로 형성될 수 있다. 이 또한 상기 화합물의 조밀도를 낮춰서 상기 초경합금의 소성변형에 대한 저항성 및 크레이터 마모 저항성을 감소시킬 수 있다. Conversely, if the ratio (A/B) of the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC exceeds 30, it means that a coarse-sized compound was formed. In this case, one compound may combine with one or more other compounds formed around it to form a single coarse compound. This can also reduce the resistance to plastic deformation and crater wear resistance of the cemented carbide alloy by lowering the density of the compound.

즉 본 발명은 소결 시간 및 냉각 속도를 제어함으로써, 상기 초경합금이 가장 최적의 고용강화 효과를 구현하여 소성변형에 대한 저항성 및 크레이터 마모 저항성이 우수한 절삭공구용 초경합금을 제조할 수 있다. 상기 소결 시간 및 냉각 속도에 따른 소성변형 저항성 및 크레이터 마모 저항성의 비교 결과는 후술하도록 한다. That is, the present invention can produce cemented carbide for cutting tools with excellent resistance to plastic deformation and crater wear resistance by controlling the sintering time and cooling rate by controlling the cemented carbide alloy to achieve the most optimal solid solution strengthening effect. Comparison results of plastic deformation resistance and crater wear resistance according to the sintering time and cooling rate will be described later.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 절삭공구용 초경합금에 대해 설명하였다. 본 명세서에서는 절삭공구용 초경합금에 대해서 설명하였으나, 상기 절삭공구용 초경합금으로 제조한 절삭공구 또한 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.Above, the cemented carbide alloy for cutting tools according to an embodiment of the present invention has been described. In this specification, cemented carbide for cutting tools has been described, but it goes without saying that cutting tools manufactured from the cemented carbide for cutting tools can also be applied in the same way.

실시 예에 따르면, 상기 절삭공구는 상술한 절삭공구용 초경합금 및 경질피막을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the cutting tool may further include the cemented carbide and hard film for cutting tools described above.

실시 예에 따르면, 상기 경질피막은 하나 이상의 알루미나 층을 포함하는 피막으로, 상기 초경합금으로 형성된 모재의 표면 상에 형성될 수 있다. According to an embodiment, the hard film is a film including one or more alumina layers and may be formed on the surface of the base material formed of the cemented carbide alloy.

예를 들어, 상기 경질피막은 상기 초경합금으로 이루어진 모재와 상기 알루미나 층 사이에 단층 또는 다층 구조로 이루어진 TiCxNyOz(x+y+z=1)층이 포함될 수 있다. 또한, 상기 Ti(C,N,O)층에는 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 붕소(B)와 같은 첨가원소가 포함되어, 상기 알루미나 층과 상기 TiCxNyOz(x+y+z=1)층의 결합특성을 향상할 수 있다. For example, the hard film may include a TiC x N y O z (x+y+z=1) layer having a single-layer or multi-layer structure between the base material made of cemented carbide and the alumina layer. In addition, the Ti(C,N,O) layer contains additive elements such as aluminum (Al), zirconium (Zr), and boron (B), and the alumina layer and the TiC x N y O z (x+y +z=1) The bonding characteristics of the layer can be improved.

실시 예에 따르면, 상기 경질피막은 CVD법(화학기상증착법) 또는 PVD법(물리기상증착법)중에서 선택되는 하나 이상의 방법을 통해 형성될 수 있다. According to an embodiment, the hard film may be formed through one or more methods selected from CVD (chemical vapor deposition) or PVD (physical vapor deposition).

이하 도 1을 통해 상기 절삭공구용 초경합금의 제조방법에 대해 설명한다. Hereinafter, the manufacturing method of the cemented carbide alloy for cutting tools will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 절삭공구용 초경합금의 소결방법을 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a flowchart for explaining a method of sintering cemented carbide for cutting tools according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 절삭공구용 초경합금의 제조방법은 중량%로, 4~13%의 Co, 1~12%의 화합물 및 잔부의 WC로 이루어진 원료 분말을 칭량한 후 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 몰드에 넣고 가압하여 성형체를 제조하는 단계 및 상기 혼합물을 소결하여 초경합금을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. The method for producing cemented carbide for cutting tools according to an embodiment of the present invention is to prepare a mixture by weighing and mixing raw material powder consisting of 4 to 13% Co, 1 to 12% compound and the balance WC in weight percent. It may include the steps of putting the mixture into a mold and pressurizing it to produce a molded body, and sintering the mixture to produce cemented carbide.

우선, Co 분말, 화합물 분말 및 WC 분말을 준비할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 분말은 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소를 포함하는 탄화물, 질화물 및 탄질화물로 이루어진 분말을 의미한다. First, Co powder, compound powder, and WC powder can be prepared. At this time, the compound powder refers to a powder composed of carbides, nitrides, and carbonitrides containing one or more elements selected from the group consisting of group 4a, group 5a, or group 6a elements.

상기 분말을 Co 4 내지 13 중량%, 화합물 1 내지 12 중량% 및 잔부의 WC를 갖도록 칭량한 후 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 이 때, 상기 분말을 균일하게 혼합하기 위하여 혼합기를 40 내지 60 rpm으로 동작하여 1차 혼합할 수 있으며, 이후 1차 혼합 후 5 내지 15rpm으로 동작하여 2차 혼합할 수 있다. The powder was weighed to have 4 to 13% by weight of Co, 1 to 12% by weight of compound, and the balance of WC, and then mixed to prepare a mixture. At this time, in order to mix the powder uniformly, the mixer can be operated at 40 to 60 rpm for primary mixing, and then after primary mixing, the powder can be operated at 5 to 15 rpm for secondary mixing.

이 후, 상기 혼합물을 가압하여 성형체를 제조하였으며 상기 성형체를 소결하여 절삭공구용 초경합금을 제조하였다. Afterwards, the mixture was pressed to produce a molded body, and the molded body was sintered to produce cemented carbide for cutting tools.

도 1을 참조하면, 실시 예에 따르면 상기 소결 단계는, a) 상기 성형체를 약 200 내지 300℃ 에서 1 내지 3시간 동안 탈지 하는 단계, b) 상기 탈지된 성형체를 1,000 내지 1,250℃ 에서 1차 소결 하는 단계 c) 1차 소결된 성형체를 1,400 내지 1,450℃에서 2차 소결하는 단계, d) 2차 소결된 성형체를 1,500 내지 1,600℃에서 3차 소결하는 단계, e) 3차 소결된 성형체를 1000 내지 1300℃까지 1차 냉각하는 단계 및 f) 1차 냉각된 성형체를 상온까지 2차 냉각하는 단계를 포함할 수 있다. Referring to Figure 1, according to the embodiment, the sintering step includes a) degreasing the molded body at about 200 to 300°C for 1 to 3 hours, b) first sintering the degreased molded body at 1,000 to 1,250°C. c) secondly sintering the first sintered molded body at 1,400 to 1,450°C, d) thirdly sintering the secondarily sintered molded body at 1,500 to 1,600°C, e) thirdly sintered the thirdly sintered molded body at 1,000 to 1,000°C. It may include primary cooling to 1300°C and f) secondary cooling of the primary cooled molded body to room temperature.

상기 a) 단계는 상기 성형체를 약 200 내지 300℃ 에서 1 내지 3시간 동안 탈지(dewaxing)하여 소결 공정에서 불필요한 불순물을 제거하는 공정이다. Step a) is a process of removing unnecessary impurities in the sintering process by dewaxing the molded body at about 200 to 300° C. for 1 to 3 hours.

실시 예에 따르면 상기 탈지 단계는 가열탈지, 용매탈지 및 촉매탈지방법 중 선택되는 어느 하나의 탈지 방법으로 적용하여도 무방하다. According to the embodiment, the degreasing step may be performed by any one degreasing method selected from heat degreasing, solvent degreasing, and catalytic degreasing.

이 후, 탈지된 성형체를 상기 b) 단계를 통해 1,000 내지 1,250℃ 에서 30 내지 120분 동안 온도를 유지하여 1차 소결할 수 있다. Afterwards, the degreased molded body can be first sintered through step b) by maintaining the temperature at 1,000 to 1,250°C for 30 to 120 minutes.

이 후, 탈지된 성형체를 상기 c) 단계를 통해 1,400 내지 1,450℃에서 30 내지 120분 동안 온도를 유지하여 2차 소결할 수 있다. Afterwards, the degreased molded body can be subjected to secondary sintering through step c) by maintaining the temperature at 1,400 to 1,450°C for 30 to 120 minutes.

상기 1차 소결 및 2차 소결을 통해 상기 성형체의 소정의 강성을 부여할 수 있다. Predetermined rigidity can be imparted to the molded body through the primary sintering and secondary sintering.

이 후, 2차 소결된 성형체를 상기 d) 단계를 통해 1,500 내지 1,600℃에서 90 내지 120분 동안 3차 소결하여 성형체 내 형성된 기공을 제거하고 강도를 향상할 수 있다. Afterwards, the secondary sintered molded body can be thirdly sintered at 1,500 to 1,600°C for 90 to 120 minutes through step d) to remove pores formed in the molded body and improve strength.

실시 예에 따르면, 상기 3차 소결 시간이 90분 미만으로 수행되면, 상기 소결 과정에서 입자가 성장하기 위한 충분한 열 에너지를 공급받지 못하여 Co 내부로 확산되는 탄화물의 양이 감소될 수 있다. 이는 상기 초경합금에서 단위면적당 화합물 입자의 숫자가 감소하고, 상대적으로 화합물 입자의 평균 입자 직경이 감소할 수 있다. 반면에 상기 3차 소결 시간이 120분을 초과하면 WC 및 화합물이 과성장하여 평균 입자 직경이 증가할 수 있다. 이러한 이유로 상기 3차 소결 시간은 90분 내지 120분이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 90분 내지 100분이 바람직하다. According to an embodiment, if the third sintering time is less than 90 minutes, the amount of carbide diffusing into Co may be reduced because the particles do not receive sufficient heat energy to grow during the sintering process. This may result in a decrease in the number of compound particles per unit area in the cemented carbide alloy and a relative decrease in the average particle diameter of the compound particles. On the other hand, if the third sintering time exceeds 120 minutes, the WC and the compound may overgrow and the average particle diameter may increase. For this reason, the third sintering time is preferably 90 to 120 minutes, and more preferably 90 to 100 minutes.

상기 제1 내지 제3 소결 이 후, 상기 e) 단계를 통해 3차 소결된 성형체를 1000 내지 1300℃까지 1차 냉각할 수 있다. 이 때, 상기 1차 냉각은 1 내지 10℃/min의 냉각 속도로 수행될 수 있다. After the first to third sintering, the thirdly sintered molded body through step e) may be first cooled to 1000 to 1300°C. At this time, the primary cooling may be performed at a cooling rate of 1 to 10°C/min.

마지막으로 f) 단계를 통해 1차 냉각된 성형체를 상온(25℃)까지 2차 냉각할 수 있다. Finally, through step f), the primary cooled molded body can be secondary cooled to room temperature (25°C).

실시 예에 따르면, 상기 1차 냉각은 1 내지 10℃/min의 냉각 속도로 서냉되는 반면에 상기 2차 냉각은 120 내지 150℃/min의 냉각속도로 급냉될 수 있다. According to an embodiment, the primary cooling may be performed slowly at a cooling rate of 1 to 10°C/min, while the secondary cooling may be rapid cooling at a cooling rate of 120 to 150°C/min.

상기 2차 냉각이 120℃/min 미만으로 수행되면, 상온으로 완전히 냉각되는데 요구되는 시간이 증가하여 화합물의 평균 입자 직경이 증가하게된다. 이는 앞서 설명한대로 하나의 화합물이 주변에 형성된 하나 이상의 다른 화합물과 서로 결합하여 마치 하나의 조대한 화합물의 형태로 형성될 수 있음을 의미한다. 이러한 이유로 상기 초경합금의 내마모성과 소성변형에 대한 저항성을 감소시킬 수 있다. If the secondary cooling is performed at less than 120°C/min, the time required to completely cool to room temperature increases, resulting in an increase in the average particle diameter of the compound. This means that, as explained above, one compound can combine with one or more other compounds formed around it to form a single coarse compound. For this reason, the wear resistance and resistance to plastic deformation of the cemented carbide alloy can be reduced.

반대로, 상기 2차 냉각이 150℃/min를 초과하면 화합물의 평균 입자 직경이 지나치게 감소할 수 있다. 이 역시 앞서 설명한대로 초경합금의 내마모성과 소성변형에 대한 저항성이 감소되는 원인이 된다. Conversely, if the secondary cooling exceeds 150°C/min, the average particle diameter of the compound may be excessively reduced. As explained earlier, this also causes a decrease in the wear resistance and resistance to plastic deformation of cemented carbide alloy.

또한, 지나친 급냉으로 인하여 초경합금 내부에 잔류응력이 발생할 수 있다. 이 경우 일부 초경합금에는 크랙 또는 깨짐 현상이 발생하여 제품의 수득률이 감소될 수 있다. 이러한 이유로 상기 2차 냉각은 120 내지 150℃/min로 수행되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 120 내지 130℃/min로 수행될 수 있다. Additionally, residual stress may occur inside the cemented carbide alloy due to excessive rapid cooling. In this case, cracks or breaks may occur in some cemented carbide alloys, which may reduce the yield of the product. For this reason, the secondary cooling is preferably performed at 120 to 150°C/min, and more preferably at 120 to 130°C/min.

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 cutting tools according to the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only a reference for explaining 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 화합물의 단위는 중량%일 수 있다.Additionally, 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 the present invention pertains. The terminology used in the description herein is merely to effectively describe particular embodiments and is not intended to limit the invention. Additionally, the unit of compounds not specifically described in the specification may be weight percent.

[실시예 1][Example 1]

Co 분말, NbC 분말(이하, 화합물) 및 WC 분말을 준비하였다. 이 후, 상기 금속 분말을 Co 8.3 중량%, NbC 4 w중량% 및 잔류의 WC를 포함하도록 칭량 후 혼합기를 사용하여 40rpm으로 1차 혼합 후 5rpm으로 2차 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 이 후, 제조된 혼합물을 몰드에 넣고 가압하여 성형체를 제조하였다. Co powder, NbC powder (hereinafter referred to as compound), and WC powder were prepared. Afterwards, the metal powder was weighed to contain 8.3 wt% of Co, 4 wt% of NbC, and residual WC, and then first mixed at 40 rpm using a mixer, followed by second mixing at 5 rpm to prepare a mixture. Afterwards, the prepared mixture was placed in a mold and pressed to produce a molded body.

제조된 상기 성형체를 250℃에서 120분 동안 탈지한 후, 1200℃에서 30분 동안 1차 소결을 수행하였다. 1차 소결된 성형체를 곧바로 1,430℃에서 60분 동안 2차 소결을 수행하였으며, 2차 소결 이후 1,550℃에서 90분 동안 3차 소결을 수행하였다. 상기 1 내지 3차 소결은 모두 Ar 분위기에서 수행되었다. The manufactured molded body was degreased at 250°C for 120 minutes, and then first sintered at 1200°C for 30 minutes. The first sintered molded body was immediately subjected to second sintering at 1,430°C for 60 minutes, and after the second sintering, third sintering was performed at 1,550°C for 90 minutes. All of the first to third sinterings were performed in an Ar atmosphere.

상기 3차 소결까지 완료된 성형체를 이후 1500℃에서 1200℃까지 냉각속도 5℃/min로 1차 냉각하였으며, 소결된 합금을 안정화시킨 후, 1200℃에서부터 25℃까지 냉각속도 120℃/min로 2차 냉각하여 절삭공구용 초경합금을 제조하였다The molded body that completed the third sintering was then first cooled from 1500°C to 1200°C at a cooling rate of 5°C/min, and after stabilizing the sintered alloy, it was secondarily cooled from 1200°C to 25°C at a cooling rate of 120°C/min. Cemented carbide for cutting tools was manufactured by cooling.

[실시예 2][Example 2]

3차 소결을 120분 동안 수행한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that the third sintering was performed for 120 minutes.

[실시예 3][Example 3]

2차 냉각을 150℃/min의 냉각속도로 수행한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that secondary cooling was performed at a cooling rate of 150°C/min.

[비교예 1][Comparative Example 1]

3차 소결을 150분 동안 수행한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that the third sintering was performed for 150 minutes.

[비교예 2][Comparative Example 2]

3차 소결을 60분 동안 수행한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that the third sintering was performed for 60 minutes.

[비교예 3][Comparative Example 3]

2차 냉각을 60℃/min의 냉각속도로 수행한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that secondary cooling was performed at a cooling rate of 60°C/min.

[비교예 4][Comparative Example 4]

2차 냉각을 180℃/min의 냉각속도로 수행한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 수행하였다. All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that secondary cooling was performed at a cooling rate of 180°C/min.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4를 정리하면 하기 표 1과 같다.Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 are summarized in Table 1 below.

3차 소결 시간(min)Third sintering time (min) 2차 냉각속도(℃/min)Secondary cooling rate (℃/min) 실시예 1Example 1 9090 120120 실시예 2Example 2 120120 120120 실시예 3Example 3 9090 150150 비교예 1Comparative Example 1 150150 120120 비교예 2Comparative Example 2 6060 120120 비교예 3Comparative Example 3 9090 6060 비교예 4Comparative Example 4 9090 180180

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

1) 초경합금의 미세조직 분석:1) Microstructure analysis of cemented carbide alloy:

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4로 제조한 절삭공구용 초경합금의 단면을 경면 연마한 후 미세조직을 광학현미경을 이용하여 관찰하였다.The cross-sections of the cemented carbide for cutting tools manufactured in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were mirror polished and the microstructure was observed using an optical microscope.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 절삭공구용 초경합금의 단면을 촬영한 사진이며, 도 3은 본 발명의 비교예 1에 따라 제조된 절삭공구용 초경합금의 단면을 촬영한 사진이다. Figure 2 is a photograph of a cross-section of cemented carbide for cutting tools manufactured according to Example 1 of the present invention, and Figure 3 is a photograph of a cross-section of cemented carbide for cutting tools manufactured according to Comparative Example 1 of the present invention.

도 2를 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 초경합금은 WC 모재 속에 NbC로 제공되는 화합물이 적정 크기로 혼합되어 있음을 알 수 있다. 또한, 둘 이상의 화합물이 결합하여 계면을 형성하지 않고 서로 분리되어 있음을 확인할 수 있다.Referring to Figure 2, it can be seen that the cemented carbide alloy manufactured according to Example 1 contains a compound provided as NbC in the WC base material mixed in an appropriate size. Additionally, it can be confirmed that two or more compounds do not combine to form an interface and are separated from each other.

반면에 도 3을 참조하면, 비교예 1에 따라 제조된 초경합금은 혼합 과정에서 화합물이 고르게 혼합되지 못하고 일부 화합물들이 서로 결합하여 계면을 형성하고 있음을 알 수 있다. 즉, 상기 비교예 1에 따라 제조된 초경합금은 상기 실시예 1에 따라 제조된 초경합금에 비해 상기 화합물의 조밀도가 감소되었음을 알 수 있다. On the other hand, referring to Figure 3, it can be seen that in the cemented carbide alloy manufactured according to Comparative Example 1, the compounds were not mixed evenly during the mixing process, and some compounds were combined with each other to form an interface. That is, it can be seen that the density of the cemented carbide manufactured according to Comparative Example 1 was reduced compared to the cemented carbide alloy prepared according to Example 1.

상기 도 2와 상기 도 3을 통해, 상기 실시예 1에 따라 제조된 초경합금은 상기 비교예 1에 따라 제조된 초경합금에 비해 상기 화합물로 인하여 고용강화 효과가 우수하며, 그 결과 상기 초경합금의 내마모성이 향상될 것을 예상할 수 있다. 2 and 3, the cemented carbide manufactured according to Example 1 has an excellent solid solution strengthening effect due to the compound compared to the cemented carbide manufactured according to Comparative Example 1, and as a result, the wear resistance of the cemented carbide is improved. can be expected to happen.

이와 같은 미세조직 상의 WC 및 화합물의 평균 원자 직경을 이미지 분석기를 사용하여 정량적으로 측정하였으며, 측정된 원자 직경을 바탕으로 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비를 산출하였다. 이 때, 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비는 하기 관계식 1에 따라 산출하였다. The average atomic diameter of the WC and the compound on this microstructure was quantitatively measured using an image analyzer, and the ratio between the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC was calculated based on the measured atomic diameter. At this time, the ratio of the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC was calculated according to the following relational equation 1.

[관계식 1] [Relationship 1]

18 ≤ 100(A/B) ≤ 3018 ≤ 100(A/B) ≤ 30

(상기 관계식 1에서 상기 A는 절삭공구용 초경합금에 있어서 화합물의 평균 입자 직경을 의미하고, 상기 B는 WC의 평균 입자 직경을 의미한다)(In the above relational equation 1, A refers to the average particle diameter of the compound in cemented carbide for cutting tools, and B refers to the average particle diameter of WC)

이상, 상기 WC의 평균 입자 직경, 화합물의 평균 입자 직경 및 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비를 하기 표 2에 개시한다.Above, the average particle diameter of the WC, the average particle diameter of the compound, and the ratio of the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC are shown in Table 2 below.

평균 입자 직경(㎛)Average particle diameter (㎛) NbC / WC
(A/B)
NbC/WC
(A/B)
WC (A)WC(A) NbC (B) NbC (B) 실시예 1Example 1 1.591.59 0.360.36 22.64%22.64% 실시예 2Example 2 2.022.02 0.390.39 19.31%19.31% 실시예 3Example 3 1.711.71 0.370.37 21.64%21.64% 비교예 1Comparative Example 1 1.761.76 0.550.55 31.25%31.25% 비교예 2Comparative Example 2 2.332.33 0.390.39 16.74%16.74% 비교예 3Comparative Example 3 1.711.71 0.570.57 33.33%33.33% 비교예 4Comparative Example 4 2.452.45 0.440.44 17.96%17.96%

상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 3은 상기 화합물의 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이하, 상기 WC의 평균 입자 직경이 1.2 내지 2.2㎛를 만족하는 상태에서, 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경이 상기 관계식 1을 만족하는 범위로 형성되었음을 알 수 있다. Referring to Table 2, Examples 1 to 3 are the average particle diameter of the compound and the WC, with the average particle diameter of the compound satisfying 0.4 ㎛ or less and the average particle diameter of the WC satisfying 1.2 to 2.2 ㎛. It can be seen that the average particle diameter was formed in a range that satisfies the above relational equation 1.

반면에 상기 비교예 1은 3차 소결 시 소결 시간이 150min으로 증가된 결과, 유사한 WC 평균 입자 직경을 갖는 실시예 3에 비해 상대적으로 화합물의 평균 직경이 0.55㎛로 증가하였다. 그 결과 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비(A/B)가 30%를 초과한 것을 확인할 수 있다. On the other hand, in Comparative Example 1, the sintering time was increased to 150 min during the third sintering, and as a result, the average diameter of the compound increased to 0.55 ㎛ relative to Example 3, which had a similar WC average particle diameter. As a result, it was confirmed that the ratio (A/B) of the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC exceeded 30%.

상기 비교예 2는 3차 소결 시 소결 시간이 60min으로 감소한 결과, WC의 평균 입자 직경에 비해 상대적으로 화합물의 평균 입자 직경이 감소하였다. 그 결과 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비(A/B)가 18% 미만인 것을 확인할 수 있다. In Comparative Example 2, the sintering time was reduced to 60 min during the third sintering, and as a result, the average particle diameter of the compound decreased relative to the average particle diameter of WC. As a result, it can be confirmed that the ratio (A/B) of the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC is less than 18%.

상기 비교예 3은 2차 냉각 시 냉각속도가 60℃/min으로 감소된 결과, WC의 평균 입자 직경에 비해 상대적으로 화합물의 평균 입자 직경이 증가하였다. 그 결과 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비(A/B)가 30%를 초과한 것을 확인할 수 있다. In Comparative Example 3, the cooling rate during secondary cooling was reduced to 60°C/min, and as a result, the average particle diameter of the compound increased relative to the average particle diameter of WC. As a result, it was confirmed that the ratio (A/B) of the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC exceeded 30%.

상기 비교예 2는 2차 냉각 시 냉각속도가 180℃/min으로 증가된 결과, WC의 평균 입자 직경에 비해 상대적으로 화합물의 평균 입자 직경이 감소하였다. 그 결과 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비(A/B)가 18% 미만인 것을 확인할 수 있다. In Comparative Example 2, as the cooling rate was increased to 180°C/min during secondary cooling, the average particle diameter of the compound decreased relative to the average particle diameter of WC. As a result, it can be confirmed that the ratio (A/B) of the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC is less than 18%.

즉 본 발명의 실시 예에 따른 절삭공구용 초경합금은 상술한 제조 과정에서 상기 2차 소결을 90 내지 120분 동안 수행되며, 상기 2차 냉각을 120 내지 150℃/min의 냉각속도로 수행함에 따라 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경의 비(A/B)가 18 내지 30%로 형성될 수 있다. That is, in the cemented carbide for cutting tools according to an embodiment of the present invention, the secondary sintering is performed for 90 to 120 minutes in the above-described manufacturing process, and the secondary cooling is performed at a cooling rate of 120 to 150 ° C./min. The ratio (A/B) of the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC may be 18 to 30%.

2) 소성변형에 대한 저항성 및 크레이터 마모 저항성 측정:2) Measurement of resistance to plastic deformation and crater wear resistance:

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 초경합금의 소성변형에 대한 저항성 및 크레이터 마모 저항성을 비교하기 위하여 크랙 포인트 비교 실험과 내마모성 실험을 수행하였다. A crack point comparison test and an abrasion resistance test were performed to compare the resistance to plastic deformation and crater wear resistance of the cemented carbide manufactured according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4.

2-1) 크랙 포인트(Crack point) 비교 실험2-1) Crack point comparison experiment

본 발명에서 크랙 포인트(Crack point)란 크랙이 쉽게 발생하는 지점을 의미한다. 통상적으로 크랙(Crack)은 화합물이 이루는 계면에서 발생하기 쉬우며, 상기 계면을 따라 성장하여 파괴의 원인이 된다. 이러한 이유로, 전체 화합물 갯수 대비 화합물의 계면 갯수가 적으면 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있으며, 기계적 강도를 향상할 수 있다. 그 결과 초경합금 및 상기 초경합금으로 제조된 절삭공구의 소성변형과 크레이터 마모를 방지할 수 있다. In the present invention, a crack point refers to a point where cracks easily occur. Typically, cracks tend to occur at the interface between compounds and grow along the interface, causing destruction. For this reason, if the number of interfaces between compounds is small compared to the total number of compounds, the occurrence of cracks can be suppressed and mechanical strength can be improved. As a result, plastic deformation and crater wear of cemented carbide and cutting tools made from the cemented carbide can be prevented.

이하, 상기 크랙 포인트는 단위면적에 형성된 전체 화합물 중 화합물의 계면 비율을 의미하는 크랙 포인트 A와, 상기 단위면적을 20등분하여 작은 영역으로 세분화하고, 각 영역에 형성된 화합물과 화합물의 계면 비율의 평균 크랙 포인트 B로 나눌 수 있다. 상기 크랙 포인트 A 및 크랙 포인트 B는 하기와 같이 정의할 수 있다. Hereinafter, the crack point is a crack point A, which means the interface ratio of the compound among all compounds formed in a unit area, and the unit area is divided into 20 equal areas and subdivided into small areas, and the average of the interface ratio of the compound formed in each area. It can be divided into crack point B. The crack point A and crack point B can be defined as follows.

크랙 포인트 A = (단위면적 당 화합물의 계면 갯수) / (단위면적 당 전체 화합물 갯수) X 100Crack point A = (number of interfaces of compounds per unit area) / (total number of compounds per unit area)

크랙 포인트 B = ²{(각 영역 당 화합물의 계면 갯수) / (각 영역 당 전체 화합물 갯수) X 100} / 20Crack point B = ²{(number of interfaces of compounds in each region) / (total number of compounds in each region)

상기 크랙 포인트 A 및 크랙포인트 B를 비교하기 위해 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조한 초경합금의 단면을 경면 연마한 후 광학 현미경으로 5 x 4 ㎟ 면적을 촬영하였으며, 해당 면적에서 관찰되는 전체 화합물 갯수와 화합물의 계면 갯수를 측정하여 크랙 포인트를 산출하였다. In order to compare the crack point A and crack point B, the cross-section of the cemented carbide manufactured according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 was mirror polished, and then an area of 5 x 4 ㎟ was photographed with an optical microscope, and the area The crack point was calculated by measuring the total number of compounds observed and the number of interfaces between the compounds.

또한, 도 4와 같이 5 x 4 ㎟ 을 20개 구역으로 나누었을 때 각 영역에서의 크랙 포인트를 구한 후 그 값의 평균인 크랙포인트 B를 산출하였다. In addition, as shown in Figure 4, when 5

화합물의 계면 갯수Number of interfaces in compounds 전체 화합물 갯수Total number of compounds 크랙 포인트 ACrack Point A 크랙 포인트 BCrack Point B 실시예 1Example 1 7272 394394 18.27%18.27% 17.94%17.94% 실시예 2Example 2 8585 382382 22.25%22.25% 21.22%21.22% 실시예 3Example 3 7676 410410 18.54%18.54% 17.62%17.62% 비교예 1Comparative Example 1 190190 699699 27.18%27.18% 27.08%27.08% 비교예 2Comparative Example 2 129129 494494 26.11%26.11% 26.09%26.09% 비교예 3Comparative Example 3 210210 734734 28.61%28.61% 28.48%28.48% 비교예 4Comparative Example 4 134134 501501 26.75%26.75% 26.42%26.42%

상기 표 3을 참조하면, 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 초경합금은 크랙 포인트A가 각각 18.27, 22.25 및 18.54%로 25% 이하인 것을 알 수 있다. 이는 전체 화합물의 갯수 대비 계면 갯수가 적절한 수준으로 조절되어 크랙이 형성되는 것을 방지할 수 있으며, 소성변형에 대한 저항성을 향상할 수 있다.Referring to Table 3, it can be seen that the cemented carbide alloys manufactured according to Examples 1 to 3 had crack point A of 18.27, 22.25, and 18.54%, respectively, which is 25% or less. This can prevent the formation of cracks by adjusting the number of interfaces to an appropriate level compared to the total number of compounds, and improve resistance to plastic deformation.

크랙 포인트 B역시 17.94, 21.22 및 17.62%로 측정되어 특정 영역에 과생성 되지 않고 고르게 화합물이 형성되었음을 확인하였다. Crack point B was also measured at 17.94, 21.22, and 17.62%, confirming that the compound was formed evenly without overproducing it in a specific area.

반면에 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 초경합금은 크랙 포인트가 25%를 초과한 것을 관찰할 수 있다, On the other hand, it can be observed that the crack point of the cemented carbide manufactured according to Comparative Examples 1 to 4 exceeds 25%.

구체적으로 비교예 1 및 비교예 3은 상기 화학물의 평균 입자 직경이 증가하여 상대적으로 화합물의 계면 갯수가 증가하였으며, 그 결과 크랙 포인트가 25%를 초과하였다. Specifically, in Comparative Examples 1 and 3, the average particle diameter of the chemical increased, resulting in a relatively increased number of interfaces between the compounds, and as a result, the crack point exceeded 25%.

비교예 2 및 비교예 4는 평균 입자 직경은 감소하였으나, 상대적으로 전체 화합물 갯수가 감소하였으며, 그 결과 크랙 포인트가 25%를 초과하였다. 다만, 상기 비교예 2 및 비교예 3에서 화합물 개수가 감소한 이유는 상기 화합물 개수의 측정 기준이 광학 현미경으로 구분 가능한 화합물, 다시 말해 광학 현미경으로 구분 가능한 최소 직경이 0.1㎛ 이상인 화합물을 측정하였기 때문에 화합물 개수가 감소한 것으로 보일 뿐 실제로는 입자 크기의 최소 직경이 0.1㎛ 미만인 화합물이 다수 형성되었다고 판단하는 것이 바람직하다. In Comparative Examples 2 and 4, the average particle diameter was reduced, but the total number of compounds was relatively reduced, and as a result, the crack point exceeded 25%. However, the reason why the number of compounds decreased in Comparative Examples 2 and 3 was because the standard for measuring the number of compounds was to measure compounds that can be distinguished by an optical microscope, that is, compounds with a minimum diameter that can be distinguished by an optical microscope of 0.1㎛ or more. Although the number appears to have decreased, it is desirable to determine that many compounds were actually formed with a minimum particle size of less than 0.1㎛.

상기 크랙 포인트 A 및 크랙 포인트 B에 따른 내마모성 효과를 검증하기 위하여 하기 조건과 같은 내마모성 평가를 수행하였으며, 그 결과를 표 4에 개시한다. In order to verify the wear resistance effect according to the crack point A and crack point B, a wear resistance evaluation was performed under the following conditions, and the results are shown in Table 4.

내마모성 평가용 절삭 조건Cutting conditions for wear resistance evaluation

- 피삭재 : SCM 440- Work material: SCM 440

- 소재 크기: Ψ300- Material size: Ψ300

- 가공형태: 외경- Processing type: Outer diameter

- 절삭 속도 : 260 m/min.- Cutting speed: 260 m/min.

- 이송(공급) : 0.45 mm/rev- Feed (feed): 0.45 mm/rev

- 절삭 깊이 : 2.0 mm- Cutting depth: 2.0 mm

- 건식 절삭 평가 : 6분 절삭 후 소성변형량(Plastic Deformation, PD) 측정- Dry cutting evaluation: Plastic deformation (PD) measurement after 6 minutes of cutting

NbC / WC
(A/B)
NbC/WC
(A/B)
크랙 포인트 ACrack Point A 크랙 포인트 BCrack Point B 소성변형량Plastic deformation amount
실시예 1Example 1 22.64%22.64% 18.27%18.27% 17.94%17.94% 1.16㎜1.16㎜ 실시예 2Example 2 19.31%19.31% 22.25%22.25% 21.22%21.22% 1.18㎜1.18㎜ 실시예 3Example 3 21.64%21.64% 18.54%18.54% 17.62%17.62% 1.16㎜1.16㎜ 비교예 1Comparative Example 1 31.25%31.25% 27.18%27.18% 27.08%27.08% 2.25㎜2.25㎜ 비교예 2Comparative Example 2 16.74%16.74% 26.11%26.11% 26.09%26.09% 1.97㎜1.97㎜ 비교예 3Comparative Example 3 33.33%33.33% 28.61%28.61% 28.48%28.48% 2.16㎜2.16㎜ 비교예 4Comparative Example 4 17.96%17.96% 26.75%26.75% 26.42%26.42% 2.05㎜2.05㎜

상기 표 4를 참조하면, 실제 크랙 포인트 A 및 크랙 포인트 B가 모두 25% 이하인 실시예 1 내지 3은 상대적으로 소성변형량이 감소하였으며, 상기 크랙 포인트 A 및 크랙 포인트 B가 모두 25% 를 초과하는 비교예 1 내지 4는 소성변형량이 증가하였다. 이를 통해 상기 크랙 포인트가 25% 이하면 내마모성이 향상됨을 확인할 수 있다. Referring to Table 4, in Examples 1 to 3, where the actual crack point A and crack point B were both 25% or less, the plastic deformation was relatively reduced, and in comparison, the crack point A and crack point B were both greater than 25%. In Examples 1 to 4, the amount of plastic deformation increased. Through this, it can be seen that wear resistance is improved when the crack point is 25% or less.

실제로 도 5와 도 6을 비교하면, 실시예 1에 따라 제조한 절삭공구의 소성변형량을 촬영한 사진(도 5)와 비교예 1에 따라 제조한 절삭공구의 소성변형량을 촬영한 사진(도 6)을 비교하면, 비교예 1에 따라 제조한 절삭공구가 실시예 1에 따라 제조한 절삭공구에 비해 소성 변형의 정도가 더 큰것을 알 수 있다. In fact, comparing Figures 5 and 6, a photograph of the amount of plastic deformation of the cutting tool manufactured according to Example 1 (Figure 5) and a photograph of the amount of plastic deformation of the cutting tool manufactured according to Comparative Example 1 (Figure 6) ), it can be seen that the cutting tool manufactured according to Comparative Example 1 has a greater degree of plastic deformation than the cutting tool manufactured according to Example 1.

또한 도 7과 도 8을 비교하면, 실시예 1에 따라 제조한 절삭공구의 크레이터 마모 폭(도 7)이 비교예 1에 따라 제조한 절삭공구의 크레이터 마모 폭(도 8)에 비해 더 좁은 것을 확인할 수 있다. In addition, comparing Figures 7 and 8, it can be seen that the crater wear width of the cutting tool manufactured according to Example 1 (Figure 7) is narrower than the crater wear width of the cutting tool manufactured according to Comparative Example 1 (Figure 8). You can check it.

즉, 본 발명은 상기 화합물과 상기 WC가 적절한 직경 크기로 혼합되어 소성변형에 대한 저항성과 크레이터 마모 저항성이 향상되었으며, 그 결과 크랙 포인트와 실제 내마모성이 향상되었음을 실험적으로 확인하였다. That is, the present invention experimentally confirmed that resistance to plastic deformation and crater wear resistance were improved by mixing the compound and the WC at an appropriate diameter size, and as a result, crack point and actual wear resistance were improved.

이상과 같이 본 발명은 중량%로, 4~13%의 Co, 1~12%의 화합물 및 잔부의 WC 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 절삭공구용 초경합금을 제공할 수 있다. As described above, the present invention can provide a cemented carbide for cutting tools containing 4 to 13% by weight of Co, 1 to 12% of the compound, and the balance of WC and other inevitable impurities.

이 때, 상기 화합물은 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소 또는 질소와 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물로 제공될 수 있다. At this time, the compound may be provided as a carbide, nitride, or carbonitride formed by combining one or more elements selected from the group consisting of group 4a, group 5a, or group 6a elements with carbon or nitrogen.

실시 예에 따르면, 본 발명은 상기 초경합금이 제조되는 단계에서 2차 소결 시간과 2차 냉각 온도를 제어하여 상기 화합물의 평균 입자 직경을 0.4㎛ 이하로, 상기 WC의 평균 입자 직경이 1.2 내지 2.2㎛로 제어할 수 있다. According to an embodiment, the present invention controls the secondary sintering time and secondary cooling temperature in the step of manufacturing the cemented carbide alloy so that the average particle diameter of the compound is 0.4 ㎛ or less and the average particle diameter of the WC is 1.2 to 2.2 ㎛. It can be controlled with .

더욱 바람직하게는 상기 초경합금에서 상기 화합물의 평균 입자 직경을 0.4㎛ 이하로, 상기 WC의 평균 입자 직경이 1.2 내지 2.2㎛를 만족하는 상태에서 상기 화합물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경이 하기 관계식 1을 만족하도록 상기 초경합금의 2차 소결 시간과 2차 냉각 온도를 제어할 수 있다. More preferably, in the cemented carbide alloy, the average particle diameter of the compound satisfies 0.4㎛ or less and the average particle diameter of the WC satisfies 1.2 to 2.2㎛, and the average particle diameter of the compound and the average particle diameter of the WC are as follows. The secondary sintering time and secondary cooling temperature of the cemented carbide alloy can be controlled to satisfy Relation 1.

[관계식 1] [Relationship 1]

18 ≤ 100(A/B) ≤ 3018 ≤ 100(A/B) ≤ 30

(상기 관계식 1에서 상기 A는 절삭공구용 초경합금에 있어서 화합물의 평균 입자 직경을 의미하고, 상기 B는 WC의 평균 입자 직경을 의미한다)(In the above relational equation 1, A refers to the average particle diameter of the compound in cemented carbide for cutting tools, and B refers to the average particle diameter of WC)

이를 통해 본 발명은 상기 소성변형에 대한 저항성 및 크레이터 마모 저항성을 크게 향상시킬 수 있다. Through this, the present invention can greatly improve resistance to plastic deformation and crater wear resistance.

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 details and limited examples as described above, these are provided only to facilitate a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and the present invention belongs to Those skilled in the art can make various modifications and variations from this description.

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 the claims described below as well as all modifications that are equivalent or equivalent to the claims will fall within the scope of the present invention.

Claims (11)

중량%로, 4~13%의 Co, 1~12%의 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소 또는 질소와 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물 및 잔부의 WC 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 절삭공구용 초경합금에 있어서,
상기 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소 또는 질소와 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물의 평균 입자 직경은 0.4㎛ 이하이며, 상기 WC의 평균 입자 직경은 1.2 내지 2.2㎛ 이고,
상기 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소 또는 질소와 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물의 평균 입자 직경과 상기 WC의 평균 입자 직경이 하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금.
[관계식 1]
18 ≤ 100(A/B) ≤ 30
(상기 관계식 1에서 상기 A는 절삭공구용 초경합금에 있어서 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소 또는 질소와 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물의 평균 입자 직경을 의미하고, 상기 B는 WC의 평균 입자 직경을 의미한다)
In weight percent, carbides, nitrides and carbonitrides formed by combining 4 to 13% of Co, 1 to 12% of group 4a, group 5a or group 6a elements with carbon or nitrogen, and In the cemented carbide for cutting tools containing the remainder of WC and other inevitable impurities,
The average particle diameter of carbides, nitrides and carbonitrides formed by combining one or more elements selected from the group consisting of group 4a, 5a or 6a elements with carbon or nitrogen is 0.4㎛ or less, and the average particle diameter of the WC is 1.2 to 2.2㎛,
The average particle diameter of carbides, nitrides, and carbonitrides formed by combining one or more elements selected from the group consisting of group 4a, 5a, or 6a elements with carbon or nitrogen and the average particle diameter of the WC are expressed by the following relational equation 1: Cemented carbide for cutting tools, characterized in that it is satisfactory.
[Relationship 1]
18 ≤ 100(A/B) ≤ 30
(In the above equation 1, A is the average particle of carbide, nitride, and carbonitride formed by combining one or more elements selected from the group consisting of group 4a, group 5a, or group 6a elements with carbon or nitrogen in cemented carbide for cutting tools. means diameter, and B means the average particle diameter of WC)
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소 또는 질소와 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물은 TiC, NbC, TaC 중에서 선택한 어느 하나의 금속 탄화물인 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금.
According to paragraph 1,
The carbides, nitrides, and carbonitrides formed by combining one or more elements selected from the group consisting of group 4a, group 5a, or group 6a elements with carbon or nitrogen are characterized in that they are any one metal carbide selected from TiC, NbC, and TaC. Cemented carbide alloy for cutting tools.
제1항에 있어서,
상기 절삭공구용 초경합금은 하기 크랙 포인트 A가 25% 이하인 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금.
크랙 포인트 A = (단위면적 당 화합물의 계면 갯수) / (단위면적 당 전체 화합물 갯수) X 100
According to paragraph 1,
The cemented carbide alloy for cutting tools is characterized in that the crack point A below is 25% or less.
Crack point A = (number of interfaces of compounds per unit area) / (total number of compounds per unit area)
제 1항, 제 4항, 제 5항 중 선택되는 어느 한 항의 절삭공구용 초경합금을 이용하여 제조된 절삭공구.
A cutting tool manufactured using the cemented carbide for cutting tools according to any one of claims 1, 4, and 5.
제6항에 있어서,
상기 절삭공구는, CVD법(화학기상증착법) 및 PVD법(물리기상증착법) 중에서 선택된 하나 이상의 방법으로 형성되는 경질피막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭공구.
According to clause 6,
The cutting tool further includes a hard film formed by one or more methods selected from CVD (chemical vapor deposition) and PVD (physical vapor deposition) methods.
중량%로, 4~13%의 Co, 1~12%의 4a족, 5a족 또는 6a족 원소들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소가 탄소 또는 질소와 결합하여 형성된 탄화물, 질화물 및 탄질화물 및 잔부의 WC로 이루어진 원료 분말을 칭량한 후 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
상기 혼합물을 몰드에 넣고 가압하여 성형체를 제조하는 단계; 및
상기 혼합물을 소결하여 초경합금을 제조하는 단계를 포함하며,
상기 소결 단계는,
상기 성형체를 200 내지 300℃ 에서 1 내지 3시간 동안 탈지 하는 단계;
상기 탈지된 성형체를 1,000 내지 1,250℃에서 일정 시간동안 유지되는 1차 소결 하는 단계;
1차 소결된 성형체를 1,400 내지 1,450℃에서 일정 시간동안 유지되는 2차 소결하는 단계;
2차 소결된 성형체를 1,500 내지 1,600℃에서 90 내지 120분 동안 유지되는 3차 소결하는 단계;
3차 소결된 성형체를 1000 내지 1300℃까지 1차 냉각하는 단계; 및
1차 냉각된 성형체를 상온까지 120 내지 150℃/min의 냉각속도로 2차 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금의 제조방법.
In weight percent, carbides, nitrides and carbonitrides formed by combining 4 to 13% of Co, 1 to 12% of group 4a, group 5a or group 6a elements with carbon or nitrogen, and Preparing a mixture by weighing and mixing the remaining raw material powder consisting of WC;
Putting the mixture into a mold and pressurizing it to produce a molded body; and
It includes the step of producing cemented carbide alloy by sintering the mixture,
The sintering step is,
Degreasing the molded body at 200 to 300° C. for 1 to 3 hours;
Primary sintering of the degreased molded body at 1,000 to 1,250°C for a certain period of time;
Secondary sintering of the primary sintered molded body at 1,400 to 1,450°C for a certain period of time;
Thirdly sintering the secondary sintered molded body at 1,500 to 1,600°C for 90 to 120 minutes;
Primary cooling the thirdly sintered molded body to 1000 to 1300°C; and
A method for manufacturing cemented carbide for cutting tools, comprising: secondary cooling the primary cooled molded body to room temperature at a cooling rate of 120 to 150° C./min.
제8항에 있어서,
상기 1차 소결하는 단계는 1,000 내지 1,250℃에서 30 내지 120분 동안 유지되며,
상기 2차 소결하는 단계는 1,400 내지 1,450℃에서 30 내지 120분 동안 유지되는 것을 특징으로 하는, 절삭공구용 초경합금의 제조방법.
According to clause 8,
The first sintering step is maintained at 1,000 to 1,250°C for 30 to 120 minutes,
A method of manufacturing cemented carbide for cutting tools, characterized in that the secondary sintering step is maintained at 1,400 to 1,450°C for 30 to 120 minutes.
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