KR20110136788A - 초경질/경질 복합체 물질 - Google Patents

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KR20110136788A
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엘리먼트 씩스 (프로덕션) (피티와이) 리미티드
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Abstract

본 발명은 매트릭스 물질에 분산된, 제 1 초경질 또는 경질 미립자 물질 및 하나 이상의 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질을 포함하는 초경질 또는 경질 복합체 물질을 제공한다. 상기 제 1 초경질 또는 경질 미립자 물질은 상기 매트릭스 물질보다 더 작은 열팽창 계수를 갖고, 상기 하나 이상의 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질은 상기 매트릭스 물질보다 더 큰 열팽창 계수를 갖는다.

Description

초경질/경질 복합체 물질{ULTRA HARD/HARD COMPOSITE MATERIALS}
본 발명은 초경질 또는 경질 복합체 물질 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
초경질 복합체 물질, 전형적으로 연마 콤팩트의 형태로 된 초경질 복합체 물질은 절단, 밀링, 그라인딩, 드릴링 및 기타 연마 작업에서 널리 사용된다. 이들은 일반적으로 제 2 상 매트릭스에 분산된 초경질 연마 입자를 함유한다. 상기 매트릭스는 금속성 또는 세라믹이거나, 또는 서멧(cermet)이다. 상기 초경질 또는 경질 연마 입자는 다이아몬드, 입방 붕소 나이트라이드(cBN), 규소 카바이드 또는 규소 나이트라이드 등일 수 있다. 일반적으로 이들 입자들은 사용되는 고압 및 고온 압축 제조 공정 동안 서로 결합되어 다결정성 덩어리 물질을 형성할 수 있거나, 또는 제 2 상 물질의 매트릭스를 통해 결합되어 다결정성 덩어리 물질을 형성할 수 있다. 이와 같은 구조체는 일반적으로 다결정성 다이아몬드(PCD) 또는 다결정성 입방 붕소 나이트라이드(PCBN)로서 공지되어 있으며, 여기서 이들은 초경질 입자로서 다이아몬드 또는 cBN을 각각 함유한다.
PCT 출원 공개 제 WO 2006/032984 호는, 비트레오필릭(vitreophilic) 표면을 갖는 복수의 초경질 연마 입자를 제공하는 단계, 상기 초경질 연마 입자를 매트릭스 전구체 물질로 코팅하는 단계, 상기 코팅된 초경질 연마 입자를 처리하여 소결에 적합하게 만드는, 바람직하게는 상기 매트릭스 전구체 물질을, 매트릭스 전구체 물질의 옥사이드, 나이트라이드, 카바이드, 옥시나이트라이드, 옥시카바이드 또는 카보나이트라이드로, 매트릭스 전구체 물질의 원소 형태로, 또는 이들의 조합물로 전환시키는 단계, 및 상기 코팅된 초경질 연마 입자를 결정학적으로 또는 열역학적으로 안정한 압력 및 온도에서 고결 및 소결하는 단계를 포함하는, 다결정성 연마 부재의 제조 방법을 개시하고 있다. 이러한 방식으로, 미세한 서브-미크론 및 나노 그레인 크기로 된 매트릭스 물질에 균일하게 분산된 초경질 입자를 갖는 초경질 다결정성 복합체 물질이 제조된다.
상기 초경질 연마 부재는 전형적으로 약 수백 미크론보다 작은, 서브-미크론 및 나노-크기(0.1 미크론, 즉 100 nm 미만의 입자) 이하의 임의의 크기 또는 크기 분포의 초경질 미립자 물질의 덩어리를 포함하고, 이는 매우 미세한 그레인 크기로 된 옥사이드 세라믹, 비-옥사이드 세라믹, 서멧 또는 이들 물질 부류의 조합으로 만들어진 연속 매트릭스에 잘 분산된다.
유럽 특허 제 0 698 447 호는, 매트릭스가 유기금속성 중합체 전구체의 열분해, 예컨대 중합된 폴리실라잔의 열분해에 의해 제조되는, 초경질 복합체 물질을 제조하는 다른 접근법을 개시하고 있다. 이는, 다이아몬드 및/또는 cBN으로부터 유도된 초경질 복합체의 제조에 특히 유용하며, 여기서 상기 세라믹 매트릭스는 규소 카바이드, 규소 나이트라이드, 규소 카보나이트라이드, 규소 다이옥사이드, 붕소 카바이드, 알루미늄 나이트라이드, 텅스텐 카바이드, 티탄 나이트라이드 및 티탄 카바이드로부터 선택된다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 매트릭스 물질에 분산된, 제 1 초경질 또는 경질 미립자 물질 및 하나 이상의 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질을 포함하는 초경질 또는 경질 복합체 물질이 제공되며, 이때 상기 제 1 초경질 또는 경질 미립자 물질은 상기 매트릭스 물질보다 더 작은 열팽창 계수를 갖고, 상기 하나 이상의 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질은 상기 매트릭스 물질보다 더 큰 열팽창 계수를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, PCD 또는 PCBN 층; 상기 PCD 또는 PCBN 층이 중간층을 통해 결합된 초경(cemented) 카바이드 기재를 포함하는 연마 인서트(insert)로 확장되며, 이때 상기 중간층은 전술된 바와 같은 복합체 물질을 포함한다.
본 발명은 통상적인 연속 매트릭스 물질에서 결합된 1개보다 많은 유형의 초경질 또는 경질 미립자 물질로 이루어진 초경질 또는 경질 복합체 물질에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 매트릭스 물질보다 더 작은 열팽창 계수를 갖는 제 1 초경질 또는 경질 물질은, 1개 유형 이상의 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질(이들 중 적어도 하나는 상기 매트릭스 물질보다 더 큰 열팽창 계수를 가짐)과 함께 상기 매트릭스 물질에 도입된다.
단일 유형의 제 1 초경질 또는 경질 미립자 물질의 경우에,
Figure pct00001
,
Figure pct00002
및
Figure pct00003
는 각각 제 1 입자, 매트릭스 물질 및 제 2 입자의 실온(25℃)에서의 열팽창 계수를 나타낸다.
이러한 본 발명의 양태는 매트릭스에 분산된 별개의 제 1 및 제 2 미립자 물질을 함유하는 복합체 물질로서 요약될 수 있으며, 이때 상기 물질은 하기의 관계식이 성립하도록 선택된다:
Figure pct00004
매트릭스 내의 입자들이 이들이 결합되는 매트릭스보다 더 낮은 열팽창 계수를 갖는 경우, 인장 응력 장이 매트릭스에 조성되고 상기 입자들은 압축하에 있게 된다고 알려져 있다.
반대로, 매트릭스 내의 입자들이 이들이 결합되는 매트릭스보다 더 큰 열팽창 계수를 갖는 경우, 압축 응력 장이 매트릭스에 조성되고 상기 입자들 자체는 장력 하에 있게 된다.
2개 유형의 미립자 물질(제 1 및 제 2 입자로 지정된)이 동일한 매트릭스 내에 존재하고, 이에 의해 3개 물질 성분들의 열팽창 계수가 방정식 (1)을 만족하는 경우, 2개의 서로 다른 미립자 물질, 즉 제 1 및 제 2 입자들을 둘러싸는 응력 장은 더 작거나 또는 더 큰 정도로 서로 상쇄되는 경향이 있다. 이러한 방식으로, 제 1 및 제 2 미립자 물질, 이들의 크기 분포 및 농도, 및 매트릭스 물질을 선택하여 매트릭스 내의 응력 장 분포를 최적으로 공학설계할 수 있다. 복합체 내 미립자 물질 크기로 공학설계된 응력 장의 목적은 생성 복합체 물질의 열 기계적 특성에 작용하여 이를 최적화시키는 능력을 갖는 것이다. 그 후, 다양한 적용 범위에 최적화되고 개선된 복합체 물질에 접근할 수 있다.
복합체 내 미립자 물질의 크기로 평균 응력 장을 잘 조절하면, 제 1 및 제 2 입자들이 매트릭스 내의 공간에 균일하게 분포되는 경우 각각의 제 1 입자가 제 2 입자로 둘러싸이도록(그 반대의 경우도 마찬가지임) 될 것이다. 이러한 방식의 매트릭스 내의 응력 장의 공학설계가 본 발명의 양태이다.
본 발명의 또 다른 양태는 1개 유형 초과의 제 2 미립자 물질이 사용되고, 선택된 상용성 매트릭스에서 고온에서 제 1 미립자 물질과 결합되는 경우이다. 제 1 입자들 및 1개 유형 초과의 제 2 입자들은 이들의 상대적 열팽창 계수 및 선택되는 매트릭스 물질에 따라 선택된다.
이러한 본 발명의 양태의 일반적 표현은
Figure pct00005
가 매트릭스 내 제 1 입자의 열팽창 계수이고 항상 매트릭스의 열팽창 계수(
Figure pct00006
)보다 작은 경우에 제공될 수 있다. 제 2 미립자 물질의 유형의 개수를 n(여기서, n은 1보다 큰 임의의 정수일 수 있음)으로 한다. 서로 다른 유형의 제 2 미립자 물질은 매트릭스보다 작거나 큰 열팽창 계수를 가질 수 있다. 매트릭스보다 큰 열팽창 계수를 갖는 제 2 미립자 물질의 개수를 x(여기서, x는 1 이상이고 n보다 작거나 같음)로 한다.
n개의 제 2 유형의 미립자 물질을 갖는 매트릭스 내로 혼입된 제 1 미립자 물질에 대한 본 발명의 일반적 표현은 하기 방정식과 같다:
Figure pct00007
따라서, 본 발명은, 임의의 개수의 제 2 미립자 물질 유형(이때, 이들 모두 또는 이들 중 임의의 개수는 매트릭스의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며, 단 이들 중 적어도 하는 상기 요건을 만족함)과 함께, 제 1 미립자 물질이 매트릭스의 열팽창 계수보다 항상 작은 열팽창 계수를 갖는 복합체 물질을 포함한다.
제 1 미립자 물질은 초경질 및 경질 입자, 예를 들어 다이아몬드, 입방 붕소 나이트라이드, 규소 카바이드, 규소 나이트라이드, 시알론, 붕소 카바이드, 알루미나 등을 포함한다. 더욱 일반적으로, 옥사이드 및 비-옥사이드 세라믹, 금속 및 서멧을 비롯한 매트릭스 물질과 화학적으로 상용성이고 목적하는 기계적 특성을 갖는 임의의 화합물 또는 물질이 사용될 수 있다.
매트릭스 물질은 금속 옥사이드, 나이트라이드, 카바이드, 보라이드 등, 특히 유럽 특허 제 0 698 447 호, PCT 출원 공개 제 WO 2006/032984 호, 유럽 특허 제 0 7766525 호, 유럽 특허 제 0 7789413 호 및 PCT 출원 공개 제 WO 2007/148214 호에 개시된 것들을 포함하며, 이들 특허 문헌들을 본원에 참고로 인용한다. 특히, 본 발명은 이들 개시된 매트릭스 유형의 나노 그레인 크기, 즉 100 nm 미만의 그레인 크기의 것들을 포함한다. 매트릭스는 또한 텅스텐, 몰리브덴 및 이들과 유사한 고 융점 금속 및 합금 등의 금속을 포함한다.
제 2 미립자 물질은 단결정성 및 다결정성 세라믹, 금속, 합금 및 서멧을 포함한다.
제 1 및 제 2 미립자 물질의 평균 그레인 크기는 10 내지 100 미크론, 1 내지 10 미크론, 0.1 내지 1 미크론(서브미크론), 0.1 미크론 미만(나노 크기), 즉 100 nm 미만의 범위일 수 있다.
제 1 입자는 제 2 입자보다 작거나 클 수 있다.
제 1 및 제 2 입자는 크기가 유사하거나 같은 것이 바람직하다.
전체 복합체 물질 중 각각의 미립자 물질 성분의 상대적 크기는, 매트릭스 내 입자들 주위의 응력 장을 공학설계하고 조정하도록 선택될 수 있다.
전체 복합체 물질 중 미립자 물질 성분의 상대적 질량 또는 체적 비가, 또한 매트릭스 내 입자들 주위의 응력 장을 공학설계하고 조정하도록 선택될 수 있다.
매트릭스 내 공간 응력 장과 미립자 물질의 크기 및 특성들 간의 관계를 수학적으로 설명하는 모델을 하기에 제시한다. 이 모델을 하나의 가이드로 사용하여 바람직한 복합체 물질의 실시양태를 설계할 수 있으며, 이는 본 발명의 범주에 포함된다.
전형적으로 다결정성 연마 구조체로서 형성되고, 다결정성 연마 부재라고도 하는 초경질 복합체 물질은 터닝(turning), 밀링 및 호닝(honing)용 절단 장비, 암석, 세라믹 및 금속 드릴링 절단기, 연마 부품 등으로 사용된다. 또한, 복합체 물질의 생체-적합성 형태가 부하 보철물에 사용될 수 있다.
본 발명은 특히 복합체 물질의 성분들의 열팽창 계수 부정합(mismatch)을 조정하는 것에 관한 것으로, 이러한 물질 상들을 미크론, 서브-미크론 및/또는 나노-그레인 크기로 조정하여, 이와 같은 물질 상들의 사용에 의해 제품에서 예상되는 특성 및 거동을 개선할 수 있다.
상기 초경질 복합체 물질은 고온 및 고압에서 매트릭스 물질의 소결에 의해 제조될 수 있다. 다르게는, 점화 플라즈마 소결(SPS) 등의 다른 적합한 고결 및 소결 기법을 사용할 수도 있다.
이들 소결 기법에서 사용되는 고온 조건에서, 상기 초경질 또는 경질 미립자 물질 및 매트릭스 물질은 소결 후 서로 탄성 소성 평형에 도달하며, 따라서 고온 및 고압 조건이 유지되는 경우에 국지적 응력은 없게 될 것이다.
그러나, 실온으로 냉각 시, 초경질 또는 경질 미립자 물질과 매트릭스 간의 열팽창 계수의 차는 상기 입자, 매트릭스 미세구조 크기로 국지적 응력을 발생시킬 것이다.
무한 매트릭스 내 단일 구형 입자 내부의 열 팽창 부정합 응력(σT)은 셀싱(Selsing) 방정식으로 표시될 수 있다고 문헌에 공지되어 있다(문헌[J. Selsing; "Internal Stresses in Ceramics"; J. Am. Ceram. Soc., 1961, vol.44, p419]):
Figure pct00008
상기 식에서,
Figure pct00009
이는 제 1 입자 물질(αp)과 매트릭스 물질(αm) 사이에서의 열팽창 계수 차이고;
Figure pct00010
이는 매트릭스 물질의 탄성 소성 전이 온도(Tpl)와 실온(Troom) 간의 차이고;
Figure pct00011
여기서, υ는 푸아송 비(Poisson's ratio)이고, E는 영률이고, 아래첨자 m 및 p는 각각 매트릭스 및 제 1 입자를 나타낸다.
입자 주위 매트릭스에서의 접선방향(σTt) 및 반경방향(radial)(σTr)의 응력 분포는 다음과 같이 주어질 수 있다:
Figure pct00012
Figure pct00013
상기 식에서,
rp는 입자의 반경을 의미하고, x는 입자로부터의 반경방향 거리이다.
αp가 αm보다 작은 경우, 제 1 미립자 물질에 대해 정의된 바와 같이, 냉각 후 평균 잔류 응력은 제 1 입자에서는 압축성이고, 매트릭스에서는 인장성이다.
열팽창 계수 αs의 제 2 미립자 물질이 존재하고 αs가 αm보다 큰 경우, 냉각 후 생성되는 평균 잔류 응력은 제 2 입자에서는 인장성이고, 상기 제 2 입자 주위의 매트릭스에서는 압축성이다.
또한, 매트릭스 내의 잔류 응력 장은 입자 반경(r)과 입자로부터 매트릭스(x)까지 거리에 의존하며, 상기 방정식 (7) 및 (8)의 형태를 갖지만, 반대의 개념, 즉 압축성이다.
제 1 및 제 2 입자가 매트릭스 내에서 매우 근접해 있고, 즉 이들의 직경과 유사한 크기의 거리만큼 분리되어 있고, 열팽창 계수가 방정식 (1)로 표시되는 경우, 이들 사이의 매트릭스에서 생성된 응력 장은 서로 다른 입자들과 관련된 인장성과 압축성 응력 장의 부분 상쇄 결과에 의해 감소할 것이다.
따라서, 성분 입자들 크기의 매트릭스 내에서 생성된 국지적 잔류 응력 장의 크기는 제 1 및 제 2 입자들의 물질에 의존할 뿐만 아니라 매트릭스 내 서로에 대해 상대적인 크기, 농도 및 균일도에 의존할 것이다.
본 발명은 각각의 제 1 입자가 상당수의 제 2 입자들 주위에 있으면서 이들 사이가 적절히 근접해 있도록 균일도가 높은 경우에 가장 효과적으로 사용된다.
제 1 및 제 2 미립자 물질이 유사한 크기의 것인 경우, 제 1 미립자 대 제 2 미립자 성분의 체적 퍼센트 조성비가 1:2 내지 2:1인 경우에 목적하는 높은 균일도가 얻어진다. 이는 복합체 물질의 단위 체적당 제 1 입자 대 제 2 입자의 개수비가 1:2 내지 2:1임을 의미한다. 더욱 바람직한 실시양태는, 복합체 물질의 단위 체적당 제 1 입자와 제 2 입자의 개수가 실질적으로 동일한 경우이다.
따라서, 매트릭스에서의 응력 장 공간 분포가 조정 및 감소될 수 있으며, 이는 결과적으로 상기 물질에 크랙(crack)을 개시시키고 전달시키게 되어, 가혹한 조건에 처할 수 있는 열-기계적 제품에 사용되는 물질의 거동에 상당한 영향을 미칠 것이다.
표 1은, 본 발명에 사용될 수 있는, 선형 열팽창 계수를 갖는 경질 및 초경질 세라믹 물질의 예시적이고 비-포괄적인 목록이다.
[표 1]
Figure pct00014
표 2는, 본 발명에 사용될 수 있는, 금속 원소 및 일부 주요 금속 합금 유형의 열팽창 계수, 및 필요한 경우, 실온 및 5.5 GPa에서의 일부 융점의 예시적이고 비-포괄적인 목록이다. 금속 원소에 대해 제시된 열팽창 계수는 실온에 대한 것이지만, 합금 유형에 대한 열팽창 계수는 540 내지 980℃의 온도 범위에 대한 것이다.
고압 융점은 문헌[J. F Cannon, J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol. 3, No. 3, 1974]에서 제공되었다.
[표 2]
Figure pct00015
표 3은, 본 발명에 사용될 수 있는, 서멧 유형의 열팽창 계수의 예시적이고 비-포괄적인 목록이다. 주어진 열팽창 계수는 실온에 대한 것이다.
[표 3]
또한, 고 융점의 합치(coherent) 용융 금속간 화합물, 예를 들어 Ni3Ti(mp=1380℃), Ni3Al(mp=1385℃), Ni3Ta(mp=1550℃), AlNi(mp=1638℃) 등이 본 발명의 복합체 물질에 대한 제 1 및 제 2 미립자 성분들에 대한 후보 물질들이다.
이들 특성 표 및 목록을 사용하여 제 1 및 제 2 미립자 물질, 및 매트릭스 물질을 선택하고 조합함으로써 본 발명의 양태에 기재된, 즉 상기 방정식 (1) 또는 (2)로 표시되는 열팽창 조건을 만족하는 복합체 물질을 형성할 수 있다.
다이아몬드 및 입방 붕소 나이트라이드(cBN) 등의 초경질 미립자 물질을 흔히 사용하는 초경질 복합체 물질은 특히 매트릭스의 인장 응력 장으로 인해 잔류 응력 문제를 가질 수 있다. 이는, 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 다이아몬드 및 cBN이 매트릭스 물질에 대한 후보 물질에 비해 매우 낮은 열팽창 계수(실온에서 약 1 ppm/℃)를 갖기 때문이다. 복합체 제조 방법, 및 고결 및 소결의 수행 조건에 따라, 표 1, 2 및 3에 열거된 물질의 대부분이 매트릭스 물질에 대한 후보 물질들이다. 다이아몬드 및 cBN에 비해, 이들 물질의 일부는 매우 큰 열팽창 계수를 가지며, 따라서 매우 큰 실온 열팽창 부정합을 갖는다. 이러한 큰 열팽창 부정합은 매트릭스에 매우 큰 인장 응력 장을 유발하고, 이는 일부 경우에 매우 커서 잠재적으로 냉각과 동시에 미세하게 크랙을 유발하여 목적하는 복합체 물질을 그의 유용한 거시적인 단편으로 생성하는 것을 매우 어렵게 하거나 또는 심지어 불가능하게 할 수 있다. 방정식 (7) 및 (8)을 참조하면, 이는 특히 수 미크론 초과의 다이아몬드 또는 cBN 입자가 사용되는 경우에 일반적으로 예상됨을 알 수 있다. 이는 인장 응력 장 강도가 입자 반경의 3 제곱에 의존하기 때문이다. 따라서, 입자가 클수록 매트릭스에서의 인장 응력 강도는 더 크다.
방정식 (1)을 만족하는 경우의 예는 다이아몬드 또는 cBN이 바람직하게는 티탄 나이트라이드 매트릭스에서 결합되는 경우이다. 표 1을 참조하면, 티탄 나이트라이드(TiN)의 열팽창 계수는 9.4×10-6/℃(9.4 ppm/℃)이고, 따라서 다이아몬드 또는 cBN에 대한 열팽창 계수 차는 약 8.4 ppm/℃로 큼을 알 수 있다. 이러한 열팽창 계수에서의 큰 차이는 TiN 매트릭스에 큰 인장 응력 장을 일으킬 것으로 예상된다. 이러한 큰 응력 장은, 예를 들어 편향된 크랙 전달 경로를 제공하는 일부 환경 하에서는 유리할 수 있다. 그러나, TiN보다 더 큰 열팽창 계수를 갖는 제 2 경질 입자를 도입하여 TiN 매트릭스에 인장 응력 장을 개질하고 감소시키는 것이 또한 유리하다.
표 1을 참조하면, 크롬 카바이드(Cr3C2)가 10.4 ppm/℃의 열팽창 계수를 가짐을 알 수 있다. 이는 TiN의 열팽창 계수보다 상당히 더 크다. 또한, Cr3C2 입자는, 복합체 물질을 제조하는 데 필요한 공지의 공정(들) 및 방법과 화학적으로 호환가능할 것으로 예상된다. 그러므로, Cr3C2는 방정식 (1)로 표시되는 요건을 명확히 만족시키므로 본 발명에 사용하기 위한 제 2 경질 입자에 대한 후보 물질이다. 따라서, 제 1 입자로서 다이아몬드 또는 cBN을, 매트릭스로서 티탄 나이트라이드(TiN)를, 그리고 제 2 입자로서 크롬 카바이드를 포함하는 복합체 물질은 본 발명의 실시양태이고, 이런 점에서 예시적이다.
이러한 실시양태의 바람직한 양태는 나노 그레인 크기(100 nm 미만)의 티탄 나이트라이드(TiN) 매트릭스를 사용한다. 이러한 실시양태의 더욱 바람직한 양태는, 남아프리카공화국 특허 출원 제 2006/04765 호에 개시된 바와 같이, 매트릭스의 그레인 크기가 TiN에 대한 홀 펫취(Hall Petch) 출발 값, 즉 50 nm이거나 또는 이에 근접한, 나노 그레인의 TiN 매트릭스를 사용한다.
표 2를 참조하면, 열거된 금속의 대부분이 표 1에 열거된 TiN 등의 매트릭스 물질보다 더 큰 열팽창 계수를 가짐을 알 수 있다. 그러나, 이들 모두가 다이아몬드 및 cBN을 상기 매트릭스로 제조하는 데 사용할 수 있는 방법 및 공정과 호환될 수 있는 것은 아니다.
일반적으로, 임의의 금속을 본 발명의 임의의 실시양태에서 제 2 입자로 사용하고자 하는 경우, 이는 용융되어서는 안 되며 복합체 제조 절차 및 방법 동안 복합체 물질의 고유 미립자 성분으로 존재하여야 한다.
당해 분야에 공지된 세라믹 물질에 의해 복합체 물질을 제조하는 일부 중요한 핵심적인 방법은 화학 전구체 접근법을 사용하여 세라믹 또는 유리 세라믹 매트릭스를 제조하는 것이다. 이와 같은 방법의 예는 유럽 특허 제 0 698 447 호, PCT 출원 공개 제 WO 2006/032984 호, 유럽 특허 제 0 7766525 호, 유럽 특허 제 0 7789413 호 및 PCT 출원 공개 제 WO 2007/148214 호에 개시되어 있다. 이들 방법은 일반적으로 전구 화학물질로부터 유도된 나노-그레인 크기의 물질이 저온, 때로는 기존의 미크론 크기의 결정질 물질 입자에 대한 통상의 소결 온도보다 500℃ 더 낮은 온도에서 소결가능한 현상을 이용한다.
본 발명에 바람직한 나노 그레인 크기의 매트릭스는 특히 예를 들어 5.5 GPa와 같은 고압에서 소결시키는 경우에 900 내지 1450℃의 범위에서 소결될 수 있다. 대부분의 금속의 융점은 용융시 금속의 정상적인 팽창 거동으로 인해 압력의 적용에 의해 상승한다. 예를 들어, 코발트, 니켈 및 철에 대한 전이 금속 융점의 평균 상승은 전형적으로 GPa 당 약 30 내지 40℃이다. 따라서, 예를 들어 표 2에 보인 바와 같이, 5.5 GPa에서 순수 니켈(Ni)의 융점은 1650℃에 가깝다. 5.5 GPa에서 나노 그레인 크기의 Al2O3 및 TiN에 적합한 소결 온도는 1350 내지 1450℃ 범위로 결정되었다. 이러한 조건에서, 순수 Ni의 입자들은 용융되지 않고 소결 중의 매트릭스에 고유 입자로서 존재할 것이다.
실온에서 Ni의 열팽창 계수는 13.5 ppm/℃이고, 따라서 Ni는 다이아몬드 또는 cBN이 제 1 입자로 사용되는 매트릭스에서 효과적인 제 2 입자로 사용될 수 있다. 제 1 입자의 열팽창 계수(다이아몬드 및 cBN, 약 1 ppm/℃)는 매트릭스 물질(각각 Al2O3 8.4 및 TiN 9.4 ppm/℃)보다 현저히 작고, 이는 또한 제 2 입자 물질(Ni, 13.5 ppm/℃)보다 현저히 작은, 본 발명의 실시양태의 복합체 물질을 제공한다.
방정식 (1)을 만족시키는 경우의 또 하나의 예는, 다이아몬드가 바람직하게는 티탄 카바이드 매트릭스에 결합되는 경우이다. 표 1을 참조하면, 탄탈륨 카바이드(TaC)의 열팽창 계수는 6.3×10-6/℃(6.3 ppm/℃)이고, 따라서 다이아몬드 또는 cBN에 대한 열팽창 계수 차는 약 5.5 ppm/℃로 큼을 알 수 있다. 이러한 열팽창 계수에서의 큰 차이는 TaC 매트릭스에 큰 인장 응력 장을 일으킬 것으로 예상된다. 이러한 큰 응력 장은, 예를 들어 편향된 크랙 전달 경로를 제공하는 일부 환경 하에서는 유리할 수 있다. 그러나, TaC보다 더 큰 열팽창 계수를 갖는 제 2 경질 입자를 도입하여 TaC 매트릭스에 인장 응력 장을 개질하고 감소시키는 것이 또한 유리하다.
표 1을 참조하면, 알루미늄 옥사이드(Al2O3)가 8.4 ppm/℃의 열팽창 계수를 가짐을 알 수 있다. 이는 TaC의 열팽창 계수보다 상당히 더 크다. 그러므로, Al2O3는 방정식 (1)로 표시되는 요건을 명확히 만족시키므로 본 발명에 사용하기 위한 제 2 경질 입자에 대한 후보 물질이다. 따라서, 제 1 입자로서 다이아몬드를, 매트릭스로서 탄탈륨 카바이드(TaC)를, 그리고 제 2 입자로서 알루미늄 옥사이드를 포함하는 복합체 물질은 본 발명의 실시양태이고, 이런 점에서 예시적이다. 이러한 실시양태의 바람직한 양태는 나노 그레인 크기(100 nm 미만)의 탄탈륨 카바이드(TaC) 매트릭스를 사용한다.
따라서, 일반적으로, 매트릭스에 따라 가변적인 소결 및 제조 방법에 따라 선택된 매트릭스 물질과 상용성(compatible)이고 비-용융된 고유 입자로 존재할 수 있는 금속 미립자 물질을 본 발명의 실시양태의 제 2 입자로 사용할 수 있으며, 단 이들 중 적어도 하나는 매트릭스보다 큰 열팽창 계수를 가짐은 물론이다. 표 2는 예시적인 것이며, 따라서 이와 같은 미립자 물질의 포괄적 목록은 아니다.
특히 본 발명의 복합체의 금속성 제 2 미립자 성분으로 유용한 것은 다양한 유형의 초합금으로서, 이들의 열팽창 계수를 표 2에 나타내었다. 따라서, 초합금의 널리 공지된 매우 바람직한 열-기계적 일반 특성, 예컨대 고온 강도를 본 발명의 실시양태에 포함시킬 수 있다.
이는 또한 일반 미립자 서멧 물질(이들 중 일부 예를 표 3에 열거하였음)뿐만 아니라 제 2 미립자 물질로도 유용한 고 융점 금속간 화합물에 적용될 수 있다.
본 발명은 또한 복합체 연마 콤팩트를 포함하는 연마 인서트에 관한 것이다. 연마 인서트는 PCD 또는 PCBN 층과 초경 카바이드 기재 사이의 중간층에 의해 특징된다. 이 중간층은 전술된 바와 같은 복합체 물질을 포함한다.
상기 PCD 또는 PCBN 층은 미세 그레인 또는 조질 그레인 유형의 것일 수 있다. 두께는 상기 층의 특성 및 입자 크기에 따라 다를 수 있다.
상기 기재의 초경 카바이드는 당해 분야에 공지된 임의의 것일 수 있으며, 예를 들어 초경 텅스텐 카바이드, 초경 탄탈륨 카바이드, 초경 몰리브덴 카바이드 또는 초경 티탄 카바이드일 수 있다. 당해 분야에 공지된 이와 같은 초경 카바이드는 니켈, 코발트, 철, 또는 이들 금속 중 하나 이상을 함유하는 합금 등의 결합 상을 갖는다. 전형적으로, 상기 결합 상은 6 내지 20 중량%의 양으로 존재한다. 상기 PCD 또는 PCBN 층이 두꺼운 층인 경우, 상기 초경 카바이드의 결합 상은 8 중량% 미만, 바람직하게는 6 중량% 미만이다.
상기 연마 인서트는 적용되는 용도에 따라 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 인서트는 상부 평탄한 작업 면이 그 주변의 절삭 엣지를 한정하는 디스크 형상을 가질 수 있다. 본 발명은 특히, 예를 들어 초연마(superabrasive) 층이 상기 인서트의 작업 면을 제공하는 탄환 또는 돔 형상을 제공하는 경우에 형상화되는 연마 인서트에 적용된다.
본 발명의 연마 인서트는 본 발명의 또 다른 양태를 형성하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:
(1) 초경 카바이드 기재를 제공하는 단계,
(2) 상기 초경 카바이드 기재의 표면에 전술된 바와 같은 중간층을 생성하는 데 필요한 성분들의 층을 위치시키는 단계,
(3) 단계 (2)의 층에, 임의로 적합한 결합 상 물질을 갖는 다이아몬드 또는 입방 붕소 나이트라이드 입자들의 층을 위치시켜, 비-결합된 덩어리 물질을 생성하는 단계, 및
(4) 상기 비-결합된 덩어리 물질을, 상기 다이아몬드 또는 입방 붕소 나이트라이드가 결정학적으로 안정한 고온 및 고압 조건으로 처리하여, 결합된 연마 인서트를 생성하는 단계.
상기 적용된 고온 및 고압 조건은 당해 분야에 공지되어 있다. 이들은 다이아몬드 입자의 덩어리 물질로부터 PCD를 생성하고, 입방 붕소 나이트라이드 입자의 덩어리 물질로부터 PCBN을 생성하는 데 필요한 것들이다. 전형적으로, 이들 조건은 1300 내지 1600℃ 범위의 온도 및 5 내지 8 GPa 범위의 압력일 것이다.
이하에서는 하기 비-제한적 실시예를 참조하여 예시적으로 본 발명을 설명한다.
실시예
예비콤팩트(precompact) 샘플을 제조하기 위해, 406.3 g의 Ta(OC2H5)5를 먼저 적하 깔대기 A에서 75 mL의 무수 에탄올에 용해시켰다. 52 mL의 탈이온수를 적하 깔대기 B에서 50 mL의 AR 에탄올과 혼합하였다.
고 에너지 초음파 탐침을 사용하여, 1.5 미크론의 평균 그레인 크기를 갖는 합성 다이아몬드 70 g을 750 mL의 AR 에탄올에 분산시켰다. 적하 깔대기 A 및 B로부터의 용액을, 상기 다이아몬드 현탁액을 함유하는 비커 내로 동시에 공급하고, 이를 실버손(Silverson) 기계 혼합기를 사용하여 교반하였다.
모든 시료를 첨가한 후, 생성 용액을 회전 증발기에서 건조한 다음, 80℃의 오븐에서 24시간 동안 추가 건조하였다. 이어서, 탄탈륨 옥사이드 코팅된 다이아몬드를 H2/Ar 기체 혼합물에서 3시간 동안 1300℃에서 열처리하였다. X-선 회절 분석 결과, 생성 분말은 TaC 코팅된 다이아몬드임을 확인하였다.
10 부피% TaC 코팅된 다이아몬드 분말을 1.5 L의 AR 에탄올에 현탁시켰다. 20 부피%의 서브미크론 Al2O3 분말을 가하고 10분간 혼합한 후, 10 부피%의 1 미크론 TaC 분말을 가한 다음, 20분간 기계 교반기로 혼합하였다.
이어서, 이 현탁액을 회전 증발기에서 건조한 후, 90℃의 오븐에서 24시간 동안 건조하였다.
20 부피%의 나노 TaC 예비콤팩트 샘플에 분산된 다이아몬드/알루미나 물질을 분석한 결과, TaC 매트릭스 중에서 다이아몬드와 알루미나 입자들의 우수한 균일한 분포를 보여주었다. 따라서, 고압 벨트 시스템에서 5.5 GPa 및 1400℃에서 약 15분 동안 상기 예비콤팩트의 소결이 약 1.5 미크론 평균 다이아몬드 그레인 크기의 (크랙 현상이 없는) 고체 구조; 20 부피% 나노 TaC에 분산된 20 부피%의 서브미크론 알루미나 물질을 수득시켰을 것으로 생각된다.

Claims (21)

  1. 매트릭스 물질에 분산된, 제 1 초경질 또는 경질 미립자 물질 및 하나 이상의 제 2 초경질(ultra hard) 또는 경질(hard) 미립자 물질을 포함하는 초경질 또는 경질 복합체 물질로서,
    상기 제 1 초경질 또는 경질 미립자 물질이 상기 매트릭스 물질보다 더 작은 열팽창 계수를 갖고, 상기 하나 이상의 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질이 상기 매트릭스 물질보다 더 큰 열팽창 계수를 갖는 것을 특징으로 하는, 복합체 물질.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 초경질 또는 경질 미립자 물질이, 다이아몬드, 입방 붕소 나이트라이드, 규소 카바이드, 규소 나이트라이드, 시알론, 붕소 카바이드 및 알루미나를 포함하는 초경질 및 경질 입자들로 이루어진 군으로부터 선택되는, 복합체 물질.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 초경질 또는 경질 미립자 물질이 옥사이드 및 비-옥사이드 세라믹, 금속 및 서멧(cermet)으로부터 선택되는, 복합체 물질.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합체 물질이 단일의 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질을 포함하는, 복합체 물질.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합체 물질이 하나 초과의 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질을 포함하는, 복합체 물질.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질이, 단결정성 및 다결정성 세라믹, 금속, 합금 및 서멧을 포함하는 군으로부터 선택되는, 복합체 물질.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스 물질이, 금속 옥사이드, 나이트라이드, 카바이드 및 보라이드를 포함하는 세라믹 군으로부터 선택되는, 복합체 물질.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스 물질이 나노 그레인 크기로 된, 복합체 물질.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 매트릭스 물질이 100 nm 미만의 그레인 크기로 된, 복합체 물질.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스 물질이, 텅스텐, 몰리브덴 및 이들의 합금을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고 융점 금속을 포함하는, 복합체 물질.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질의 평균 그레인 크기가 0.1 내지 100 미크론인, 복합체 물질.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질의 평균 그레인 크기가 10 내지 100 미크론인, 복합체 물질.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질의 평균 그레인 크기가 1 내지 10 미크론인, 복합체 물질.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질의 평균 그레인 크기가 0.1 내지 1 미크론인, 복합체 물질.
  15. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 초경질 또는 경질 미립자 물질의 평균 그레인 크기가 0.1 미크론 미만인, 복합체 물질.
  16. 다결정성 다이아몬드(PCD) 또는 다결정성 입방 붕소 나이트라이드(PCBN) 층;
    기재; 및
    상기 기재에 상기 PCD 또는 PCBN 층을 결합시키는 중간층
    을 포함하며, 이때 상기 중간층이 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 복합체 물질을 포함하는, 연마 인서트(abrasive insert).
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기재가 초경(cemented) 텅스텐 카바이드, 초경 탄탈륨 카바이드, 초경 몰리브덴 카바이드 및 초경 티탄 카바이드를 포함하는 군으로부터 선택되는 초경 카바이드 기재인, 연마 인서트.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 초경 카바이드가, 니켈, 코발트, 철, 및 이들 금속을 하나 이상 함유하는 합금으로부터 선택되는 결합 상(bonding phase)을 추가로 포함하는, 연마 인서트.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 결합 상이 6 내지 20 중량%의 양으로 존재하는, 연마 인서트.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 초경 카바이드의 결합 상이 6 중량% 미만인, 연마 인서트.
  21. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 연마 인서트를 제조하는 방법으로서,
    (1) 초경 카바이드 기재를 제공하는 단계,
    (2) 상기 초경 카바이드 기재의 표면에, 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 복합체 물질을 생성하는 데 필요한 성분들의 층을 위치시키는 단계,
    (3) 단계 (2)의 층에, 임의로 적합한 결합 상 물질을 갖는 다이아몬드 또는 입방 붕소 나이트라이드 입자들의 층을 위치시켜, 비-결합된 덩어리 물질을 생성하는 단계, 및
    (4) 상기 비-결합된 덩어리 물질을, 상기 다이아몬드 또는 입방 붕소 나이트라이드가 결정학적으로 안정한 고온 및 고압 조건으로 처리하여, 결합된 연마 인서트를 생성하는 단계
    를 포함하는, 제조 방법.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2012103935A (ru) * 2009-07-08 2013-08-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Режущий элемент и способ его формирования
EP2452037A2 (en) 2009-07-08 2012-05-16 Baker Hughes Incorporated Cutting element for a drill bit used in drilling subterranean formations
CA2775102A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Baker Hughes Incorporated Cutting element and method of forming thereof
IE86959B1 (en) 2010-11-29 2019-02-20 Element Six Ltd Fabrication of ultrafine polycrystalline diamond with nano-sized grain growth inhibitor
GB201305871D0 (en) * 2013-03-31 2013-05-15 Element Six Abrasives Sa Superhard constructions & methods of making same
GB201318640D0 (en) * 2013-10-22 2013-12-04 Element Six Abrasives Sa Superhard constructions & methods of making same
GB201412809D0 (en) * 2014-07-18 2014-09-03 Element Six Abrasives Sa Method of making super-hard articles
CN104326749B (zh) * 2014-09-30 2016-08-17 深圳市四鼎华悦科技有限公司 一种高强度纳米陶瓷材料及其制备方法
CN104311091B (zh) * 2014-09-30 2016-05-18 苏州博利迈新材料科技有限公司 一种稀土掺杂纳米陶瓷材料及其制备方法
JP6826799B2 (ja) 2014-11-26 2021-02-10 コーニング インコーポレイテッド 複合セラミック組成物およびそれを形成する方法
GB201503976D0 (en) * 2015-03-09 2015-04-22 Element Six Abrasives Sa Polycrystalline abrasive constructions
US9719742B2 (en) * 2015-08-10 2017-08-01 Bryan Zeman Empty ammunition magazine bolt hold open device
CN105201502A (zh) * 2015-09-15 2015-12-30 安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司 高硬度金属陶瓷层耐磨截齿
CN105525345B (zh) * 2016-02-18 2018-06-26 长春阿尔玛斯科技有限公司 金刚石多晶体合成超硬材料及其生产工艺
GB201609672D0 (en) 2016-06-02 2016-07-20 Element Six Uk Ltd Sintered polycrystalline cubic boron nitride material
CN106563809A (zh) * 2016-11-14 2017-04-19 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 一种聚晶金刚石‑硬质合金复合片及其制备方法
CN110753779B (zh) * 2017-05-01 2022-10-21 欧瑞康美科（美国）公司 钻孔钻头、制造钻孔钻头的主体的方法、金属基质复合物以及制造金属基质复合物的方法
CN111132782B (zh) * 2017-10-02 2022-07-19 日立金属株式会社 超硬合金复合材料及其制造方法以及超硬工具
US10406654B2 (en) 2017-10-25 2019-09-10 Diamond Innovations, Inc. PcBN compact for machining of ferrous alloys
US11426818B2 (en) 2018-08-10 2022-08-30 The Research Foundation for the State University Additive manufacturing processes and additively manufactured products
US10680354B1 (en) * 2019-03-14 2020-06-09 Antaya Technologies Corporation Electrically conductive connector
CN112159231B (zh) * 2020-10-09 2021-06-01 武汉理工大学 一种超硬轻质金刚石-B4C-SiC三元复合陶瓷的快速制备方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB972835A (en) * 1960-04-28 1964-10-21 Norton Co Grinding tool
US3841852A (en) * 1972-01-24 1974-10-15 Christensen Diamond Prod Co Abraders, abrasive particles and methods for producing same
JPS6335456A (ja) 1987-03-23 1988-02-16 住友電気工業株式会社 鋳鉄切削加工用高硬度焼結体およびその製造法
JP2576867B2 (ja) 1987-05-30 1997-01-29 ダイジェット工業株式会社 高靭性立方晶窒化硼素基焼結体
JP2634235B2 (ja) 1989-04-21 1997-07-23 三菱重工業株式会社 工具用焼結材料
JP2634236B2 (ja) 1989-04-21 1997-07-23 三菱重工業株式会社 工具用焼結材料
JP2691048B2 (ja) 1990-05-23 1997-12-17 三菱重工業株式会社 工具用焼結材料
JPH07188827A (ja) 1993-12-27 1995-07-25 Chichibu Onoda Cement Corp 工具用焼結体及びその製造方法
ZA956408B (en) 1994-08-17 1996-03-11 De Beers Ind Diamond Abrasive body
JPH10506716A (ja) 1995-06-30 1998-06-30 クラウス チュヒナー， 気体の含水率を決定するための方法及び測定装置
DE19544655A1 (de) 1995-11-30 1997-06-05 Goldwell Gmbh Oxidations-Haarfärbemittel
EP1043293A1 (en) 1998-09-16 2000-10-11 Research Institute Of Advanced Material Gas-Generator, Ltd. Ceramics-based composite material excellent in high-temperature durability
US20030224220A1 (en) 1999-04-16 2003-12-04 Nguyen Thinh T. Dense refractory material for use at high temperatures
US6454027B1 (en) 2000-03-09 2002-09-24 Smith International, Inc. Polycrystalline diamond carbide composites
US20060057287A1 (en) * 2003-12-08 2006-03-16 Incomplete Trex Enterprises Corp Method of making chemical vapor composites
EP1706576A2 (en) 2003-12-11 2006-10-04 Element Six (PTY) Ltd Polycrystalline diamond abrasive elements
MXPA06012366A (es) 2004-09-23 2007-01-31 Element Six Pty Ltd Materiales abrasivos policristalinos y metodos de fabricacion.
CN100572312C (zh) 2004-11-26 2009-12-23 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 模仁及其制造方法
US7166550B2 (en) * 2005-01-07 2007-01-23 Xin Chen Ceramic composite body of silicon carbide/boron nitride/carbon
US8020643B2 (en) * 2005-09-13 2011-09-20 Smith International, Inc. Ultra-hard constructions with enhanced second phase
WO2007144733A2 (en) 2006-06-09 2007-12-21 Element Six (Production) (Pty) Ltd Ultrahard composites
WO2007144731A2 (en) 2006-06-09 2007-12-21 Element Six (Production) (Pty) Ltd Ultrahard composite materials
WO2007148214A2 (en) 2006-06-23 2007-12-27 Element Six (Production) (Pty) Ltd Transformation toughened ultrahard composite materials

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US20110297450A1 (en) 2011-12-08
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