KR20130002488A - Sintered body for cutting tools and manufacturing method for the same - Google Patents

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KR20130002488A KR1020110063470A KR20110063470A KR20130002488A KR 20130002488 A KR20130002488 A KR 20130002488A KR 1020110063470 A KR1020110063470 A KR 1020110063470A KR 20110063470 A KR20110063470 A KR 20110063470A KR 20130002488 A KR20130002488 A KR 20130002488A
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Abstract

PURPOSE: A sintered body for a cutting tool and a manufacturing method thereof are provided to reduce oxidation by using a raw material with particles having a size of 0.5-3.0 micrometers. CONSTITUTION: A sintered body for a cutting tool is formed by mixing hard powder composed of metal carbide, metal nitride, or carbonitride with metal powder. The average particle size of the hard powder is 0.5-3 micrometers, and the coalescence rate between particles of the hard powder is more than 70%.

Description

절삭공구용 소결체 및 이의 제조방법 {SINTERED BODY FOR CUTTING TOOLS AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}Sintered body for cutting tools and manufacturing method thereof {SINTERED BODY FOR CUTTING TOOLS AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 경질상 세라믹 분말과 결합상 금속 분말을 혼합하여 가압소결한 소결체와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 상기 경질상 세라믹 분말은 평균입경이 500nm 이상이어서 대량생산에 적합하고, 소결체의 미세조직에 코어를 갖지 않는 경질상의 조직을 형성하며 경질상 입자의 합체 비율을 높이고, 표면과 내부 사이의 금속 결합상 함량을 조절함으로써, 절삭성능을 크게 개선한 소결체와 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sintered compact sintered by mixing hard ceramic powder and a binder metal powder and a method of manufacturing the same. More specifically, the hard ceramic powder has an average particle diameter of 500 nm or more, which is suitable for mass production. The present invention relates to a sintered compact and a method for manufacturing the same, which form a hard tissue having no core in the microstructure of the microstructure, increase the coalescence ratio of the hard phase particles, and control the metal-bonded phase content between the surface and the interior, thereby greatly improving cutting performance. .

금속의 절삭 가공에 사용되는 내마모성 공구나 절삭 공구 들은, 주로 WC-Co 초경합금, TiC나 Ti(C,N) 계열의 써메트(cermet), 기타 세라믹 또는 고속도강 등이 사용된다.Wear-resistant tools and cutting tools used in metal cutting are mainly WC-Co cemented carbide, TiC or Ti (C, N) -based cermet, and other ceramic or high speed steel.

상기 WC-Co 초경합금은 전략 물질적 성격이 강한 코발트와 텅스텐으로 이루어져 있고 가격이 높은 단점이 있다.The WC-Co cemented carbide is made of cobalt and tungsten having a strong strategic material property and has a high price disadvantage.

한편, 상기 써메트는 세라믹 경질상과 금속 결합상으로 이루어진 복합체를 의미하는데, 특히 절삭공구 분야에서는, TiC 또는 Ti(C,N)을 바탕으로, WC, NbC, TaC, Mo2C와 같은 경질 세라믹을 일부 혼합한 경질상 분말과 니켈(Ni), 코발트(Co) 및/또는 철(Fe)과 같은 금속을 주성분으로 하는 결합상 분말을 혼합하여 진공 또는 수소 분위기, 아르곤 분위기 하에서 소결한 세라믹-금속 복합 소결체를 말한다.On the other hand, the cermet refers to a composite consisting of a ceramic hard phase and a metal bonded phase, in particular in the field of cutting tools, based on TiC or Ti (C, N), hard such as WC, NbC, TaC, Mo 2 C Ceramics sintered under vacuum, hydrogen or argon atmosphere by mixing a hard phase powder containing some ceramics and a binder phase powder composed mainly of metals such as nickel (Ni), cobalt (Co) and / or iron (Fe). It means a metal composite sintered body.

써메트는 높은 경도와 고온에서의 화학적 안정성, 낮은 비중과 저렴한 원료 가격 등의 장점이 있어, WC-Co계 초경합금을 대체하기 위한 물질로 주목을 받아 왔고 일부 분야에서 대체 물질로서의 사용이 시도되고 있으나, WC-Co계 초경합금에 비해 상대적으로 인성이 낮은 점이 적용 확대에 제한 요소로 작용하고 있다.Cermet has attracted attention as a substitute for WC-Co cemented carbides because of its high hardness, chemical stability at high temperatures, low specific gravity, and low raw material prices. In addition, the low toughness of WC-Co cemented carbide is a limiting factor in application expansion.

한편, TiC를 이용하여 써메트를 제조하는 경우, 소결 시 니켈(Ni), 코발트(Co) 및/또는 철(Fe) 등의 결합상 금속을 사용하게 되는데, 이 경우, WC-Co 조합에 비해서 젖음각(wetting angle)이 크기 때문에, TiC의 급속한 입성장이 일어나게 되어 그 결과로 인성이 떨어지는 문제점이 있었다.On the other hand, in the case of manufacturing the cermet using TiC, a sintered metal such as nickel (Ni), cobalt (Co) and / or iron (Fe) is used, in this case, compared to the WC-Co combination Since the wetting angle is large, rapid grain growth of TiC occurs, resulting in a drop in toughness.

이러한 TiC를 이용한 써메트의 문제점은, TiC에 TiN을 첨가하여 열역학적으로 보다 안정하며 미세한 조직을 갖는 Ti(C,N)을 형성함으로써, 어느 정도 인성의 증가를 얻을 수 있었다.The problem with the cermet using TiC is that TiN is added to TiC to form Ti (C, N), which is more thermodynamically stable and has a finer structure, thereby increasing the toughness to some extent.

또한, 종래의 TiC계 또는 Ti(C,N)계 써메트 소결체의 미세조직에는, 통상 TiC 또는 Ti(C,N)으로 존재하는 코어(core)와 상기 코어를 둘러싸고 첨가된 다른 탄화물 간의 고용체(solid-solution:(Ti,M1,M2…)(C,N)으로 나타난다)로 이루어진 림(rim)이 형성된 유심구조(core/rim structure)가 생성된다. 이와 같이, 코어(core)를 둘러싼 림(rim) 조직은 코어를 이루는 TiC 또는 Ti(C,N)에 비해 높은 인성을 갖는 조직이므로, 써메트의 인성 향상에 도움을 줄 수 있다.In addition, in the microstructure of a conventional TiC-based or Ti (C, N) -based cermet sintered body, a solid solution between a core usually present as TiC or Ti (C, N) and other carbide added to surround the core ( A core / rim structure is formed with a rim composed of solid-solution: (Ti, M1, M2 ...) (C, N). As such, since the rim structure surrounding the core is a tissue having higher toughness than TiC or Ti (C, N) constituting the core, it may help to improve the toughness of the cermet.

그러나 유심구조의 써메트도 취성을 유발하는 코어가 존재하기 때문에, WC-Co계 초경합금에 비하면 인성이 떨어져 WC-Co계 초경합금을 완전하게 대체하지 못하는 문제점이 있다.However, since there is a core that causes brittle cermet brittleness, there is a problem that the toughness is lowered compared to the WC-Co cemented carbide, so that the WC-Co cemented carbide cannot be completely replaced.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 한국공개특허 제2004-0009859호, 제2007-0099056호, 제2005-0038163호, 제2005-0032533호 및 제2007-0017564호 등에는, 주기율표 중 IVa, Va, 및 VIa 족 금속으로부터 티타늄을 포함하여 선택되는 둘 이상의 금속의 탄화물, 탄질화물, 또는 이들의 혼합물로 이루어지고, 유심구조가 없는 완전 고용상으로 이루어진 경질상 분말과, 이를 이용하여 유심구조가 없는 소결체와 이의 제조방법이 개시되어 있다.As a method for solving this problem, Korean Patent Publication Nos. 2004-0009859, 2007-0099056, 2005-0038163, 2005-0032533, 2007-0017564, etc., include IVa, Va, And a hard phase powder composed of carbide, carbonitride, or a mixture of two or more metals selected from Group VIa metals, including titanium, consisting of a solid solution phase without a core structure and a sintered body without a core structure. And a method for producing the same are disclosed.

그리고, 상기 공개특허 들에 개시된 소결체의 경우, 출발물질로 유심구조가 없는 고용상 분말의 입도를 200nm 이하로 한정하여 조직의 미세화와 소결온도를 낮추는 방법을 사용하고 있다.In addition, in the case of the sintered body disclosed in the published patents, the particle size of the solid solution powder having no core structure as a starting material is limited to 200 nm or less, and thus the method of miniaturizing the structure and lowering the sintering temperature is used.

그런데, 최소 100Kg 이상의 대량 생산시에는 상기 공개특허들에 제시된 바와 같이, 소결체의 출발물질로 200nm 이하의 나노 사이즈 분말을 사용할 경우, 분말이 응집되고 산화되기 쉽기 때문에, 상기 공개특허들에 제시된 소결체의 제조방법은 대량생산이 어려운 문제점이 있다.However, when the mass production of at least 100Kg or more, as disclosed in the above-mentioned patents, when the nano-size powder of 200 nm or less is used as the starting material of the sintered body, since the powders are easily aggregated and oxidized, The manufacturing method has a problem that mass production is difficult.

더욱이, 상기 공개특허에 개시된 소결체의 경우, 고용상 분말의 입도를 200nm 이하로 한정하면서도, 높은 파괴인성을 얻기 위해 금속 결합상을 20중량% 정도 함유시키고 있는데, 금속 결합상의 함량을 20중량%로 높게 유지할 경우 절삭 공구로서 요구되는 경도와 내마모성을 얻기 어렵게 된다. 예를 들어 최근의 절삭공정에는 고속, 고이송에 대한 요구가 높아지고 있는데, 고속, 고이송 절삭환경에 대응하기 위해서는 최소 15GPa 이상의 경도를 확보해야만 하나 상기 공개 특허들에 개시된 소결체들의 경우 이를 충족시키기 어렵다.Furthermore, in the case of the sintered body disclosed in the above-mentioned patent, the particle size of the solid solution powder is limited to 200 nm or less, but the metal binder phase contains about 20% by weight in order to obtain high fracture toughness. If kept high, it will be difficult to obtain the hardness and wear resistance required for the cutting tool. For example, the demand for high speed and high feed is increasing in recent cutting processes. In order to cope with the high speed and high feed cutting environment, at least 15 GPa of hardness must be secured, but it is difficult to satisfy the sintered bodies disclosed in the above-mentioned patents. .

이에 따라, 지금까지 제안된 TiWC 혹은 TiWCN계 고용상 합금의 경우, 고속 조건에서의 사용은 일부 제한되고 있기 때문에 코팅(물리적 증착 혹은 화학적 증착)과 같은 추가 공정을 적용하여 모재의 단점을 보완하고 있는 실정이다.Accordingly, in the case of TiWC or TiWCN-based solid-solution alloys proposed so far, the use of high-speed conditions is partially limited, and additional processes such as coating (physical vapor deposition or chemical vapor deposition) are applied to compensate for the disadvantages of the base metal. It is true.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 연구개발된 것으로서, 100nm 이하의 초미립자를 사용하지 않아 대량생산이 용이하면서도, 미세조직상 경질 입자들의 합체율 조절과 표면부와 내부의 금속 결합상(Co, Ni, 또는 Fe)의 함량차이를 통해 인성과 내마모성을 동시에 향상시킴으로써, WC-Co계 초경합금의 대체용으로 적합하게 사용될 수 있는 절삭공구용 소결체를 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.The present invention has been researched and developed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and does not use ultra-fine particles of less than 100 nm, while mass production is easy, while controlling the coalescence rate of the microstructured hard particles and the metal-bonded phase of the surface part and the inside. The object of the present invention is to provide a sintered compact for cutting tools that can be suitably used as a replacement for WC-Co-based cemented carbide by simultaneously improving toughness and wear resistance through a difference in content of (Co, Ni, or Fe).

또한, 본 발명의 다른 과제는 상기한 소결체를 얻을 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.Moreover, another subject of this invention is providing the manufacturing method which can obtain said sintered compact.

(1) 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명은, 금속의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 이루어지는 경질상 분말과, 상기 경질상 분말을 결합시키는 결합상 금속 분말을 혼합하여 소결한 소결체로서, 상기 경질상 분말의 평균입도는 0.5 ~ 3㎛이고, 상기 소결체의 미세조직 내에서 상기 경질상 분말을 구성하는 입자 간의 합체율이 70% 이상이며, 상기 소결체의 표면부의 결합상 함량이 내부에 비해 30 ~ 70% 작은 것을 특징으로 하는 소결체를 제공한다.(1) As a means for solving the above problems, the present invention provides a sintered body obtained by mixing and sintering a hard phase powder composed of carbide, nitride or carbonitride of a metal and a binder phase metal powder which combines the hard phase powder. The average particle size of the hard phase powder is 0.5 to 3 μm, the coalescence rate between particles constituting the hard phase powder in the microstructure of the sintered body is 70% or more, and the content of the bonding phase of the surface portion of the sintered body is 30 It provides a sintered body characterized in that ~ 70% small.

또한, 상기 (1)에 따른 소결체에 있어서, 상기 경질상 분말은, 티타늄과, 주기율표 중 IVa, Va, 및 VIa족 금속에서 선택된 1종 이상의 금속의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 이루어지며, 상기 소결체는 유심구조가 형성되지 않을 수 있다.In the sintered compact according to the above (1), the hard phase powder is composed of titanium and carbides, nitrides or carbonitrides of at least one metal selected from Groups IVa, Va, and Group VIa of the periodic table. The core structure may not be formed.

또한, 상기 (1)에 따른 소결체에 있어서, 상기 경질상 분말을 구성하는 금속들은 하기 [화학식 1]의 비율로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, in the sintered compact according to (1), the metals constituting the hard phase powder are preferably formed in the ratio of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

Tix,Wy,MzTix, Wy, Mz

(여기서, M은 Ti와 W를 제외한 주기율표상 IVa, Va, 및 VIa족의 원소이고, x+y+z ≤ 1, 0.1 ≤ y+z ≤ 0.5, 0 ≤ z < 0.5임)(Where M is an element of groups IVa, Va, and VIa on the periodic table excluding Ti and W, where x + y + z ≦ 1, 0.1 ≦ y + z ≦ 0.5, 0 ≦ z <0.5)

또한, 상기 (1)에 따른 소결체에 있어서, 상기 결합상 금속은 Co, Ni 및 Fe 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서, 4 ~ 18중량% 포함되는 것이 바람직하다.In addition, in the sintered compact according to (1), the bonding phase metal is preferably selected from Co, Ni and Fe as one kind or a mixture of two or more kinds, and 4 to 18 wt% is preferably included.

(2) 상기 다른 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명은, 평균입도가 0.5 ~ 3㎛이며 금속의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 이루어지는 경질상 분말과 상기 경질상을 결합시키는 결합상 금속 분말을 혼합하는 단계, 혼합된 분말을 성형하는 단계, 및 성형된 분말을 가압 소결하는 단계를 포함하며, 상기 가압 소결은, 400℃ ~ 소결온도 사이에는 5℃/min ~ 20℃/min의 속도로 승온시킨 후, 소결온도 1380 ~ 1450℃, 가압력 40 ~ 120MPa의 조건으로 Ar, N2, CH4, H2중 1종 또는 2종 이상의 혼합 가스 분위기 하에서 수행되며, 가압 소결 후의 소결체의 표면부의 결합상 함량이 내부에 비해 30 ~ 70% 작은 것을 특징으로 하는 소결체의 제조방법을 제공한다.(2) As a means for solving the other problem, the present invention, the average particle size is 0.5 ~ 3㎛ mixed hard phase powder made of metal carbide, nitride or carbonitride and the combined phase metal powder to combine the hard phase And a step of molding the mixed powder, and pressure sintering the molded powder, wherein the pressure sintering is performed at a rate of 5 ° C./min to 20 ° C./min between 400 ° C. and sintering temperature. after that, under the conditions of a sintering temperature of 1380 ~ 1450 ℃, the pressing force 40 ~ 120MPa Ar, N 2, CH 4, H 2 1 are carried out in individually or in combination of two or more mixed gas atmosphere, the surface of bonding-phase content of the sintered body after the hot pressing It provides a method for producing a sintered body, characterized in that 30 to 70% smaller than the inside.

상기 (2)에 따른 제조방법에 있어서, 상기 소결체의 미세조직상 경질상 분말 입자 간의 합체율이 70% 이상인 것이 바람직하다.In the production method according to the above (2), it is preferable that the coalescence rate between the microstructured hard powder particles of the sintered compact is 70% or more.

상기 (2)에 따른 제조방법에 있어서, 상기 소결체는 유심구조가 형성되지 않는 것이 바람직하다.In the manufacturing method according to the above (2), it is preferable that the sintered compact does not have a core structure.

본 발명에 따른 소결체 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.The sintered compact and its manufacturing method according to the present invention can be expected the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 소결체는 출발 원료의 입자 크기가 0.5㎛ ~ 3.0㎛의 분포를 갖는 것을 사용하기 때문에, 200nm 이하의 초미립자를 사용하는 종래의 소결체에 비해 산화가 적고 응집현상이 줄어들 뿐 아니라 불순물의 혼입을 제어하기 용이하여 대량생산에 적합하다.First, since the sintered compact according to the present invention uses a particle size of 0.5 μm to 3.0 μm of the starting raw material, it is less oxidized and less coagulates as compared to the conventional sintered compact using ultra-fine particles of 200 nm or less. It is easy to control the mixing, so it is suitable for mass production.

둘째, 출발 원료의 입자 크기가 500nm 이상이 되면서 가압 소결 방식으로 소결할 경우 200nm 이하의 원료를 사용한 소결체에 비해, 소결 후 미세조직상 경질상 입자의 크기가 상대적으로 증가하여 경질상 입자 간 합체 현상이 증가하게 되어, 경질상을 구성하는 입자 간의 합체율을 70% 이상으로 유지할 수 있게 된다. 이에 따라, 입자 간 결합력이 증가하여 절삭 공구로 활용시 깨짐 혹은 입자 탈락에 의한 인선부 파손에 대한 저항성이 커지게 되므로, 종래의 써메트이나 WC-Co 초경합금 재료를 대체할 수 있다.Second, when the particle size of the starting raw material is 500 nm or more and sintered by pressure sintering, compared to the sintered body using the raw material of 200 nm or less, the size of the microstructured hard phase particles after sintering relatively increases the size of the hard phase particles. This increases, so that the coalescence rate between the particles constituting the hard phase can be maintained at 70% or more. Accordingly, since the bonding force between particles increases, resistance to breakage of the edge part due to cracking or dropping of particles when used as a cutting tool increases, so that it is possible to replace the conventional cermet or WC-Co cemented carbide material.

셋째, 본 발명에 따른 소결체는 금속 결합상의 함량을 18중량% 이하로 유지할 수 있기 때문에, 금속 결합상 함량의 높아짐에 따른 소결체의 내마모성 저하 등의 문제를 제거할 수 있다.Third, since the sintered compact according to the present invention can maintain the content of the metal bonded phase at 18% by weight or less, it is possible to eliminate a problem such as a decrease in wear resistance of the sintered compact due to the increase in the content of the metal bonded phase.

넷째, 본 발명에 따른 소결체는 소결체 내부보다 표면부에 최대 50% 이상 적은 금속 결합상 함량을 갖기 때문에 소결체 내부보다 경도가 높은 소결체를 구현하여, 절삭 공구로 활용시 내마모성을 높일 수 있다. 또한, 소결체 내부는 표면보다 훨씬 많은 금속 결합상 함량을 유지하고 있기 때문에 표면부의 고경도화로 인한 치핑, 파손에 대한 충격완화 기능을 할 수 있어, 소결체의 내마모성과 인성을 함께 향상시킬 수 있게 된다. Fourth, since the sintered compact according to the present invention has a metal binder phase content of at least 50% or less at the surface portion of the sintered compact, the sintered compact having a higher hardness than the sintered compact can be realized, thereby increasing wear resistance when used as a cutting tool. In addition, since the inside of the sintered body maintains much more metal-bonded phase content than the surface, the sintered body can function as a shock mitigation against chipping and breakage due to high hardness of the surface part, thereby improving both wear resistance and toughness of the sintered body.

다섯째, 본 발명에 따른 소결체의 제조방법은, 가압소결 방식을 통해 입자 간의 합체율을 70% 이상으로 형성할 수 있으며, 동시에 절삭공구로 활용 가능한 99.8% 이상의 상대 밀도를 달성할 수 있다.Fifth, the manufacturing method of the sintered compact according to the present invention can form a coalescing ratio between particles by 70% or more through pressure sintering, and at the same time achieve a relative density of 99.8% or more that can be used as a cutting tool.

도 1은 본 발명에 있어서, 경질상 입자 간 합체율의 측정방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소결체의 미세조직 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소결체의 표면부와 내부의 경도를 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In this invention, it is schematic which shows the measuring method of the coalescence rate between hard phase particle | grains.
2 is a microstructure photograph of a sintered body according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the results of measuring the hardness of the surface portion and the interior of the sintered body according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소결체에 대하여 상세하게 설명하겠지만 본 발명이 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 따라서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경할 수 있음은 자명하다.Hereinafter, the sintered compact according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following examples. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified without departing from the technical spirit of the present invention.

또한, 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함하는 것을 의미한다.Also, the singular forms used to describe the embodiments of the present invention are intended to include the plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite.

[용어의 정의][Definition of Terms]

본 발명에 있어서, '입자 간의 합체'란, 도 1에 도시된 바와 같이, 소결에 의해 경질상 입자와 입자가 상호 결합되어 넥(neck)을 형성하고, 형성된 넥의 내각중 하나 이상이 90°이하로 이루어진 결합 상태를 의미한다.In the present invention, as shown in Fig. 1, the coalescing between the particles, as shown in Figure 1, the hard particles and the particles are bonded to each other by sintering to form a neck (neck), at least one of the cabinet of the formed neck is 90 ° It means the bonding state which consists of the following.

또한, '입자 간의 합체율'은 소결체의 미세조직을 3000배율의 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였을 때, 관찰된 경질상 입자 총 수에 대해 합체된 입자의 수의 백분율을 의미한다.In addition, when the microstructure of the sintered body is observed with a scanning electron microscope (SEM) of 3000 magnification, the percentage of coalescence between particles means a percentage of the number of particles coalesced to the total number of hard phase particles observed.

또한, '소결체의 표면부'란 소결체의 표면에서 깊이 30㎛까지의 부분을 의미한다. In addition, the "surface part of a sintered compact" means the part to the depth of 30 micrometers from the surface of a sintered compact.

또한, '표면부의 결합상 함량'이란 표면에서부터 깊이 30㎛까지의 0.01㎛ 간격으로 측정한 결합상의 함량의 평균을 의미한다.In addition, the "bonding phase content of the surface portion" means the average of the content of the binding phase measured at 0.01㎛ interval from the surface to 30㎛ depth.

또한, '내부'란 소결체의 표면부 경계에서 소결체 중심까지의 영역을 의미한다.In addition, "inner" means the area from the boundary of the surface portion of the sintered body to the center of the sintered body.

또한, '내부의 결합상 함량'이란 소결체의 표면부 경계에서 소결체 중심까지의 0.01㎛ 간격으로 측정한 함량의 평균을 의미한다.
In addition, "internal binding phase content" means the average of the content measured at 0.01 μm interval from the boundary of the surface of the sintered body to the center of the sintered body.

본 발명에 따른 소결체는, 금속의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 이루어지는 경질상 분말과, 상기 경질상 분말을 결합시키는 결합상 금속 분말을 혼합하여 소결한 소결체로서, 상기 경질상 분말의 평균입도는 0.5 ~ 3㎛이고, 상기 소결체의 미세조직 내에서 상기 경질상 분말을 구성하는 입자 간의 합체율이 70% 이상이며, 상기 소결체의 표면부의 결합상 함량이 내부"에 비해 30 ~ 70% 작은 것을 특징으로 한다.The sintered compact according to the present invention is a sintered compact obtained by mixing and sintering a hard phase powder composed of carbide, nitride, or carbonitride of a metal and a binder metal powder which combines the hard phase powder, and the average particle size of the hard phase powder is 0.5. ~ 3㎛, the coalescence rate between the particles constituting the hard phase powder in the microstructure of the sintered body is 70% or more, the content of the bonding phase of the surface portion of the sintered body is 30 ~ 70% less than "inside" do.

본 발명자들은 경질상으로 대량생산에 용이하지 않은 200nm 이하의 초미립자를 사용하지 않으면서도, 인성과 내마모성이 우수하여 절삭공구용으로 적합한 소결체를 얻기 위하여 연구개발한 결과, 소결 시 출발 분말의 평균입도가 커지면 절삭 공구에서 인성이라는 항목을 대변해 주는 "파괴인성값"이 증가하여 절삭 공구에 유리하고, 특히, 경질상 입자 간에 형성된 넥의 내각이 90°를 초과하는 경우 양 입자가 하나의 입자처럼 작용하여 입자가 조대해진 것과 같은 결과를 초래하여 절삭공구로 적용시 오히려 조대 입자의 탈락 등에 의해 내마모성이 저하될 수 있으나, 결합된 입자 간의 내각이 90°이하를 유지할 경우 입자 상호간의 결합력을 이용하여 충격에 대한 저항성을 높이면서도 입자 조대화시 나타날 수 있는 악영향은 최소화할 수 있어, 소결체의 인성을 증대시킬 수 있음을 밝혀내었다. 또한, 소결공정의 조절을 통해 소결체 표면에 존재하는 금속 결합상의 함량을 줄이고 내부의 결합상 함량을 높일 경우 절삭공구에 요구되는 내마모성을 높임과 동시에 충격에 대한 인성도 향상시킬 수 있어, 기존에 WC-Co 초경합금으로 제조되어 온 절삭공구를 대체할 수 있는 범위를 확장시킬 수 있음을 밝혀내어, 본 발명에 이르게 되었다.The present inventors have researched and developed to obtain a sintered compact suitable for cutting tools because of excellent toughness and wear resistance without using ultra-fine particles of 200 nm or less, which are not easy to mass production in a hard phase. As it increases, the "breaking toughness value" representing the item of toughness in the cutting tool increases, which is advantageous for the cutting tool, especially when both sides of the neck formed between hard particles exceed 90 ° so that both particles act as one particle. When applied as a cutting tool, the wear resistance may be deteriorated due to the dropping of coarse particles when applied as a cutting tool.However, when the cabinet angle of the combined particles is kept at 90 ° or less, the impact force is applied by using the bonding force between the particles. While increasing the resistance to sintering, the adverse effects that may appear during grain coarsening can be minimized. It revealed that to increase toughness. In addition, by controlling the sintering process, reducing the content of the metal binder phase present on the surface of the sintered body and increasing the content of the internal binder phase increases the wear resistance required for the cutting tool and improves the toughness against impact. The present invention has been found to extend the range that can be substituted for cutting tools manufactured with -Co cemented carbide.

상기 경질상 입자 간의 합체율이 70% 미만일 경우, 인선부 파손에 대한 저항성이 충분하지 못하므로, 경질상 입자 간의 합체율은 70% 이상이 되는 것이 바람직하다.When the coalescence rate between the hard phase particles is less than 70%, the resistance against edge breakage is not sufficient, so that the coalescence rate between the hard phase particles is 70% or more.

또한, 표면부와 내부 간의 금속 결합상 함량의 차이가 30%를 미만이면, 내마모성의 향상 효과가 충분하지 못하므로, 표면부와 내부 간의 금속 결합상 함량의 차이는 30%를 초과하는 것이 바람직하다. 다만, 표면부의 금속 결합상 함량이 차이가 70%를 초과할 경우 입자 탈락 등의 문제가 발생하므로, 70% 미만이 바람직하다.In addition, when the difference in the content of the metal-bonded phase between the surface portion and the interior is less than 30%, the effect of improving the wear resistance is not sufficient, so the difference in the content of the metal-bonded phase between the surface portion and the interior is preferably more than 30%. . However, when the difference in the content of the metal bonding phase of the surface portion exceeds 70%, problems such as particle dropping occur, and less than 70% is preferable.

또한, 본 발명에 따른 소결체에 있어서, 상기 경질상은, 티타늄과, 주기율표 중 IVa, Va, 및 VIa족 금속에서 선택된 1종 이상의 금속의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 이루어지며, 상기 소결체는 유심구조(core-rim 구조)가 없는 것이 바람직한데, 소결체에 유심구조가 형성될 경우, 취성이 강하여 균열전파 경로로 작용하는 코어(core)의 존재에 의해, 소결체의 파괴인성이 저하되기 때문이다.In the sintered compact according to the present invention, the hard phase is composed of titanium and carbides, nitrides or carbonitrides of at least one metal selected from Groups IVa, Va, and Group VIa of the periodic table, and the sintered compact has a core structure ( core-rim structure) is preferred because when the core structure is formed in the sintered body, the fracture toughness of the sintered body is lowered due to the presence of a core that is brittle and acts as a crack propagation path.

또한, 본 발명에 따른 소결체에 있어서, 상기 경질상 분말을 구성하는 금속들은 하기 [화학식 1]의 비율로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, in the sintered compact according to the present invention, the metals constituting the hard phase powder are preferably formed in the ratio of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

Tix,Wy,MzTix, Wy, Mz

(여기서, M은 Ti와 W를 제외한 주기율표상 IVa, Va, 및 VIa족의 원소이고, x+y+z ≤ 1, 0.1 ≤ y+z ≤ 0.5, 0 ≤ z < 0.5임)(Where M is an element of groups IVa, Va, and VIa on the periodic table excluding Ti and W, where x + y + z ≦ 1, 0.1 ≦ y + z ≦ 0.5, 0 ≦ z <0.5)

상기 [화학식 1]과 같이, 티타늄(Ti)을 주 원소로 하는 탄화물, 질화물 또는 탄질화물에서 코발트(Co), 니켈(Ni) 또는 철(Fe)과 같은 결합상을 제외한 핵심 원소들이 2 이상의 고용체 상태를 생성할 때, 티타늄(Ti)과 텅스텐(W)의 몰 비율의 차이에 의해서 소결 후 취성이 강한 코어(Core)의 형성 유무를 결정하는 미세조직적 차이점을 갖게 된다.As shown in [Formula 1], in the carbide, nitride or carbonitride mainly composed of titanium (Ti), the core elements excluding solid phases such as cobalt (Co), nickel (Ni) or iron (Fe) are two or more solid solutions When generating the state, the difference in the molar ratio of titanium (Ti) and tungsten (W) has a microstructural difference that determines the formation of a brittle core after sintering.

구체적으로, 티타늄(Ti)을 주 원소로 할 경우, 본 발명에서 정한 금속원소 상호 간의 몰비를 유지할 경우, 소결체에 포함되는 코발트(Co), 니켈(Ni) 또는 철(Fe)과 같은 결합상을 제외한 핵심 원소들이, 티타늄(Ti) 단독의 TiC 또는 TiCN 상태의 단일상(single phase)으로 존재하는 것보다 티타늄(Ti)과 첨가된 다른 경질상 금속원소 간의 고용체 상태로 존재하는 것이 열역학적으로 안정하기 때문에 고용체를 형성하여 유심구조가 형성되지 않는다.Specifically, in the case of using titanium (Ti) as a main element, when maintaining the molar ratio between the metal elements defined in the present invention, a bonded phase such as cobalt (Co), nickel (Ni), or iron (Fe) included in the sintered body is used. It is thermodynamically stable for the core elements to be present in the solid solution state between titanium and other added hard metal elements to be added, rather than as a single phase in TiC or TiCN states of titanium alone. Therefore, a solid structure is not formed by forming a solid solution.

반면, 티타늄(Ti)을 주 원소로 할 때, 본 발명에서 정한 금속원소 상호 간의 몰비를 벗어날 경우, 예를 들어, 상기 [화학식 1]에서 z가 0인 2원계나 z가 0이 아닌 3원계에 있어서 y 또는 y+z값이 0.1 미만인 경우 경질상 내에 티타늄(Ti) 성분이 많아지게 되어 소결 후 단독으로 존재하는 티타늄(Ti)이 발생하고 단독으로 존재하는 티타늄(Ti)은 취성이 강한 TiC 또는 TiCN으로 이루어진 코어를 생성하여 유심구조를 형성하게 된다. 한편, y 또는 y+z값이 0.5를 초과할 경우 취성이 강한 코어는 생성되지 않으나 텅스텐(W)을 포함한 IVa, Va, 및 VIa 원소의 탄화물들이 2차 상을 형성하여 고용상 조직 내에 잔류하게 되어, 고용상 입자 간 결합력을 감소시켜 충격에 대한 저항성을 떨어뜨린다. 그러므로, 상기 경질상 분말을 구성하는 금속들은 상기 [화학식 1]의 비율로 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, when using titanium (Ti) as the main element, when the molar ratio between the metal elements defined in the present invention deviates from, for example, in the [Formula 1] z or 0 in the binary system or z is a non-zero ternary system In the case of y or y + z value of less than 0.1, the titanium (Ti) component increases in the hard phase, so that titanium (Ti) which exists alone after sintering is generated, and titanium (Ti) which is present alone is very brittle. Alternatively, the core is formed of TiCN to form a core structure. On the other hand, if the y or y + z value exceeds 0.5, brittle cores are not formed, but carbides of IVa, Va, and VIa elements including tungsten (W) form secondary phases and remain in solid solution tissue. This reduces the bonding strength between the solid solution particles and lowers the resistance to impact. Therefore, the metal constituting the hard phase powder is preferably made in the ratio of the above [Formula 1].

또한, 본 발명에 따른 소결체에 있어서, 상기 결합상 금속 분말은 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 철(Fe) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서, 4 ~ 18중량%로 함유되는 것이 바람직한데, 4중량% 미만일 경우 금속 결합상이 충분치 못하여 경질상인 WC와의 결합력이 떨어지게 되어 정상 합금화가 어렵게 되고, 18중량%를 초과할 경우 경질상 대비 다량이 금속 결합상 존재로 인하여 경도 저하로 인하여 고속, 고이송 절삭조건에 대응하기 어렵기 때문이다.In addition, in the sintered compact according to the present invention, the binder phase metal powder is one or a mixture of two or more selected from cobalt (Co), nickel (Ni) and iron (Fe), it is contained in 4 to 18% by weight If the content is less than 4% by weight, the metal bonding phase is insufficient, and the bonding strength with the hard phase WC is reduced, making it difficult to normalize alloying. If the content is more than 18% by weight, the amount of the metal bonding phase is high due to the decrease in hardness due to the presence of the metal bonding phase. This is because it is difficult to cope with high feed cutting conditions.

또한, 본 발명에 따른 소결체의 제조방법은, 평균입도가 0.5 ~ 3㎛이며 금속의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 이루어지는 경질상 분말과 상기 경질상을 결합시키는 결합상 금속 분말을 혼합하는 단계, 혼합된 분말을 성형하는 단계, 및 성형된 분말을 가압 소결하는 단계를 포함하며, 상기 가압 소결은, 800℃ ~ 소결온도 사이에는 5℃/min ~ 20℃/min의 속도로 승온시키면서 가압력 40 ~ 120MPa의 조건으로 Ar, N2, CH4, H2중 1종 또는 2종 이상의 혼합 가스 분위기 하에서 수행되며, 가압 소결 후의 소결체의 표면부의 결합상 함량이 내부에 비해 30 ~ 70% 작은 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 승온속도를 높이면서 동시에 해당 구간에서 통상적으로 행하지 않는 가압을 수행하는데 특징이 있다.In addition, the method for producing a sintered compact according to the present invention comprises mixing a hard phase powder composed of carbide, nitride or carbonitride of a metal and a binder phase metal powder combining the hard phase with an average particle size of 0.5 to 3 µm. Forming a powder, and pressure sintering the molded powder, wherein the pressure sintering is performed at a rate of 5 ° C./min to 20 ° C./min between 800 ° C. and sintering temperature, and a pressing force of 40 to 120 MPa. It is carried out under one or two or more of the mixed gas atmosphere of Ar, N 2 , CH 4 , H 2 under the conditions of, characterized in that the bonding phase content of the surface portion of the sintered body after pressure sintering is 30 to 70% smaller than the inside . That is, the present invention is characterized by performing a pressurization which is not normally performed in the corresponding section while increasing the temperature increase rate.

본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 원료 분말의 평균입도, 소결체의 표면부의 결합상 함량의 수치한정의 이유는 상기한 바와 동일하다.In the production method according to the present invention, the reason for the numerical limitation of the average particle size of the raw material powder and the binding phase content of the surface portion of the sintered compact is the same as described above.

800℃ ~ 소결온도 구간에서의 승온속도가 5℃/min 미만일 경우 소결시 표면과 내부의 물질이동을 일으키는 탈탄/탈질 반응이 부족해지고, 20℃/min를 초과할 경우, 소결체의 정상적인 합금화 및 치밀화가 일어나기 어렵기 때문에, 상기 온도구간에서의 승온속도는 5℃/min ~ 20℃/min인 것이 바람직하다.If the temperature increase rate between 800 ℃ and sintering temperature is less than 5 ℃ / min, the decarburization / denitrification reaction that causes mass movement of the surface and inside during sintering is insufficient, and if it exceeds 20 ℃ / min, normal alloying and densification of the sintered body Since it is hard to occur, it is preferable that the temperature increase rate in the said temperature range is 5 degreeC / min-20 degreeC / min.

또한, 승온 속도를 5℃/min ~ 20℃/min의 조건하에서만 소결할 경우 정상 치밀화 합금을 구현하기 어렵기 때문에 본 발명의 실시예에서는 승온시 가압을 동시에 적용하여 급속 승온에 의한 탈탄/탈진 반응을 억제함으로써, 상대밀도가 99.8% 이상인 정상 소결체를 제조한다. 또한 가압시 사용하는 가스의 조합에 의해서 보다 효과적인 소결체를 제조할 수 있다. In addition, since the normal densification alloy is difficult to implement when sintering only under the conditions of a temperature increase rate of 5 ° C./min to 20 ° C./min, in the embodiment of the present invention, simultaneously applying pressurization during temperature increase, decarburization / dedusting by rapid temperature increase. By suppressing reaction, the normal sintered compact whose relative density is 99.8% or more is manufactured. Moreover, a more effective sintered compact can be manufactured by the combination of the gas used at the time of pressurization.

한편, 소결온도를 1380℃ 미만으로 할 경우 경질상과 금속 결합상간의 정상 치밀화가 일어나지 않기 때문에 기공 및 불건전 조직이 발생하여 물성 저하를 야기 시킬 수 있다. 또한 소결온도를 1450℃ 초과로 할 경우 과도한 비정상 입자 성장을초래하기 때문에 소결온도는 상기 범위로 유지하는 것이 바람직하다.On the other hand, when the sintering temperature is less than 1380 ℃ because the normal densification between the hard phase and the metal bonding phase does not occur, pores and unhealthy structure may occur to cause a decrease in physical properties. In addition, when the sintering temperature is higher than 1450 ° C, excessive abnormal grain growth is caused, so that the sintering temperature is preferably maintained in the above range.

또한, 가압력은 40MPa 미만으로 할 경우 경질상 입자 간의 합체율 70% 이상을 충족시킬 수 없으며, 상대밀도 역시 감소하여 정상적인 복합화의 구현이 어렵게 된다. 반대로 가압력을 120MPa 초과로 할 경우에는 합금내 잔류하는 카본 및 질소의 분해가 충분하지 못하여 기공과 같은 결함 및 불건전상인 유리탄소(Free Carbon)의 발생 가능성이 높다. 또한 소결 공정상 상기와 같은 120MPa 이상의 가압력을 가하기 위해서 추가 소결 공정비용이 발생하여 생산비용 증가의 단점을 갖게 된다.
In addition, when the pressing force is less than 40MPa, the coalescence rate between the hard phase particles may not be satisfied more than 70%, and the relative density is also reduced, making it difficult to implement normal complexation. On the contrary, when the pressing force exceeds 120 MPa, the decomposition of carbon and nitrogen remaining in the alloy is insufficient, and thus there is a high possibility of generating defects such as pores and free carbon, which are unhealthy. In addition, in order to apply a pressing pressure of 120MPa or more in the sintering process, an additional sintering process cost is generated, which has the disadvantage of increasing production cost.

[실시예][Example]

소결체의 제조Manufacture of Sintered Body

본 발명의 실시예에 따른 소결체의 제조를 위하여, 먼저 출발 원료로 평균 입도가 0.5 ~ 3.0㎛인 (TixWy)C 분말 1,368g과, 금속 결합상으로서 코발트(Co)와 니켈(Ni)의 혼합 분말을 252g 준비하였다.In order to prepare a sintered compact according to an embodiment of the present invention, first, a mixed powder of cobalt (Co) and nickel (Ni) as a metal bonding phase and 1,368 g of (TixWy) C powder having an average particle size of 0.5 to 3.0 µm as a starting material 252 g was prepared.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 소결체의 특성을 비교 평가하기 위하여, 상용 TiC, TiN 혹은 TiCN-WC-Co/Ni을 사용한 조성과 (Ti,W)C-Co/Ni로 구성된 조성으로 비교예 1 ~ 6의 소결체를 제조하였는데, 구체적으로 비교예 1의 경우 평균 입도가 1.2 ~ 2.0㎛인 TiC와 TiN 분말 각각 684g, 비교예 2, 3 4 및 6의 경우 입도가 각각 500nm이상이고 y값을 하기 표 1과 같이 상이하게 조절한(TixWy)C 분말 각각 1,368g, 비교예 5의 경우 평균입도가 350nm인 (TixWy)C 분말 1,368g을 칭량하여 경질상 분말로 사용하였다. 이때 금속 결합상 분말의 조성과 함량은 본 발명의 실시예와 동일하게 하였다.In addition, in order to compare and evaluate the characteristics of the sintered body manufactured according to the embodiment of the present invention, a composition using commercial TiC, TiN or TiCN-WC-Co / Ni and (Ti, W) C-Co / Ni Sintered bodies of Comparative Examples 1 to 6 were prepared. Specifically, in Comparative Example 1, 684 g of TiC and TiN powder having an average particle size of 1.2 to 2.0 μm, respectively, and in the case of Comparative Examples 2, 3 4 and 6, the particle sizes were respectively 500 nm and higher. 1,368 g of (TixWy) C powder, each of which was adjusted to different values as shown in Table 1, and 1,368 g of (TixWy) C powder having an average particle size of 350 nm in the case of Comparative Example 5, was used as a hard phase powder. At this time, the composition and content of the metal-bonded phase powder were the same as in the embodiment of the present invention.

이외에 ßt(티타늄(Ti)과 텅스텐(W)을 제외한 원소로 일반적으로 소량 첨가되는 주기율표상 IVa, Va, 및 VIa족 중 한 가지 이상이 포함된 탄화물의 함량)함량도 본 발명의 실시예나 비교예 1~6의 물성 비교를 위하여, 모두 동일하게 180g씩 준비하였다.In addition, ßt (content of carbides containing at least one of the groups IVa, Va, and VIa on the periodic table, which is generally added in small amounts as elements other than titanium (Ti) and tungsten (W)) is also an embodiment or comparative example of the present invention. In order to compare the physical properties of 1 to 6, all were prepared in the same 180g.

이와 같이 준비된 분말을 알코올을 용매로 사용하고 직경 5mm의 초경 구석을 통해 어트리터(Attritor)를 이용하여 약 20시간 밀링하였다. 이러한 밀링공정을 통해 경질상 분말과 금속 결합상 분말이 혼합된 슬러리를 얻었다.The powder thus prepared was milled for about 20 hours using an alcohol as a solvent and an Attritor through a carbide corner having a diameter of 5 mm. Through this milling process, a slurry in which the hard phase powder and the metal binder phase powder were mixed was obtained.

혼합된 슬러리는 스프레이 드라이어(spray dryer)를 이용하여 건조한 후, 1000kg/㎠의 압력으로 SNMG120408 및 SPCN1203EDTR 형번으로 형압하여 성형체를 제조하였다.The mixed slurry was dried using a spray dryer, and then molded into a SNMG120408 and SPCN1203EDTR models at a pressure of 1000 kg / cm 2.

이와 같이 제조한 성형체를 99.5% Ar과 99.8% H2의 혼합가스 분위기 하에서 이 분야에 통상적으로 사용되는 가압소결장치를 이용하여 가압소결방식으로 소결하였다. The molded product thus prepared was sintered by pressure sintering using a pressure sintering apparatus commonly used in this field under a mixed gas atmosphere of 99.5% Ar and 99.8% H 2 .

이때 상온에서 소결온도까지 가열함에 있어서, 특히 800℃ ~ 1380℃ 구간 사이에서는 10℃/min의 속도로 승온속도를 유지하였다.At this time, in heating from the room temperature to the sintering temperature, the temperature increase rate was maintained at a rate of 10 ℃ / min, especially between 800 ℃ ~ 1380 ℃ intervals.

그리고, 가압소결은 소결온도 1380℃, 소결시간 1시간, 가압력 60MPa의 조건을 실시하였다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 분위기 가스로 아르곤(Ar)과 수소(H2)의 혼합가스를 사용하였으나, 필요에 따라 진공 상태로 소결하거나, 아르곤(Ar), 질소(N2), 수소(H2) 및 메탄(CH4)과 같은 가스 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 가스를 사용할 수도 있다.The pressure sintering was performed under conditions of a sintering temperature of 1380 ° C., a sintering time of 1 hour, and a pressing force of 60 MPa. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, a mixed gas of argon (Ar) and hydrogen (H 2 ) is used as the atmosphere gas, but if necessary, sintering in a vacuum state, or argon (Ar), nitrogen (N 2 ), hydrogen ( One or two or more mixed gases selected from gases such as H 2 ) and methane (CH 4 ) may be used.

이러한 공정을 통해 하기 표 1에 나타낸 조성을 갖고, 도 2에 보여진 바와 같은 미세조직을 나타내는 소결체를 제조하였다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 티타늄(Ti)과 텅스텐(W)을 주 원소로 하는 고용체 탄화물을 사용하였으나, 이 탄화물 외에 WC, NbC, TaC, Mo2C 등 절삭공구용 소결체에 통상 첨가되는 경질상도 함께 포함될 수 있다.Through this process, a sintered compact having a composition shown in Table 1 below and showing a microstructure as shown in FIG. 2 was prepared. On the other hand, in the embodiment of the present invention, a solid solution carbide mainly composed of titanium (Ti) and tungsten (W) was used, but in addition to this carbide, hard carbide is usually added to a sintered body for cutting tools such as WC, NbC, TaC, and Mo 2 C. Awards may also be included.

각 소결체의 경질상을 구성하는 금속 성분의 성분비는 플라즈마 방전 성분분석기(GDOES)를 이용하여 측정하였다.The component ratio of the metal component which comprises the hard phase of each sintered compact was measured using the plasma discharge component analyzer (GDOES).

또한, 제조한 소결체의 미세조직에서 입자 간의 합체 여부의 판정은 3천배 배율의 주사전자현미경(SEM) 이미지에서 도 1에 도시된 바와 같이 결합된 입자 간에 형성된 넥(neck) 부분의 내각이 90°이하인지 여부를 판정하여 내각이 90°이하인 입자 수를 측정하여, 다음과 같이 백분율로 산출하였다.In addition, in the microstructure of the manufactured sintered body, the determination of coalescence between particles is performed by scanning electron microscope (SEM) images of 3000 times magnification. As shown in FIG. It judged whether it was below or not, and measured the number of particle | grains whose cabinet angle is 90 degrees or less, and calculated it as the percentage as follows.

합체율(%) = (합체된 경질상 입자수/관찰된 전체 경질상 입자수)× 100
% Coalescing = (number of hard phase particles coalesced / total number of hard phase particles observed) x 100

본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 소결체의 조성, 미세조직 및 경질상의 유심구조 유무Composition, microstructure, and hard phase core structure of the sintered compact according to the Examples and Comparative Examples of the present invention 종류Kinds 핵심조성Core composition 원료특징Raw material features 소결방식Sintering Method 승온속도
(℃/min)
Temperature rise rate
(℃ / min)
합체율
(%)
Coalescing rate
(%)
표면/
중심 차이(%)
surface/
Center difference (%)
xx yy
고용체
여부
Solid solution
Whether
입도Granularity
비교예
1
Comparative Example
One
(TiC+TiN)x+WyC(TiC + TiN) x + W y C 비고용체Non-employment 500nm 이상500nm or more 가압Pressure 44 50미만Less than 50 9595 1.01.0 1.01.0
비교예
2
Comparative Example
2
TiCNx+WyCTiCN x + W y C 비고용체Non-employment 500nm 이상500nm or more 가압Pressure 33 50미만Less than 50 9090 1.01.0 1.01.0
비교예
3
Comparative Example
3
(Tix,Wy)C(Ti x , W y ) C 고용체Solid solution 500nm 이상500nm or more 가압Pressure 3.53.5 50미만Less than 50 9090 0.250.25 0.750.75
비교예
4
Comparative Example
4
(Tix,Wy)C(Ti x , Wy) C 고용체Solid solution 500nm 이상500nm or more 가압Pressure 44 50미만Less than 50 9595 0.920.92 0.080.08
비교예
5
Comparative Example
5
(Tix,Wy)C(Ti x , W y ) C 고용체Solid solution 500nm 미만Less than 500nm 가압Pressure 22 50미만Less than 50 9797 0.750.75 0.250.25
비교예
6
Comparative Example
6
(Tix,Wy)C(Ti x , W y ) C 고용체Solid solution 500nm 이상500nm or more 진공vacuum 4.54.5 60미만Less than 60 9898 0.750.75 0.250.25
비교예
7
Comparative Example
7
(Tix,Wy)C(Ti x , W y ) C 고용체Solid solution 500nm 이상500nm or more 가압Pressure 4.84.8 70이상70 or more 100100 0.750.75 0.250.25
비교예
8
Comparative Example
8
(Tix,Wy)C(Ti x , W y ) C 고용체Solid solution 500nm 이상500nm or more 가압Pressure 2020 70이상70 or more 2525 0.750.75 0.250.25
실시예
1
Example
One
(Tix,Wy)C(Ti x , W y ) C 고용체Solid solution 500nm 이상500nm or more 가압Pressure 1010 70이상70 or more 4242 0.750.75 0.250.25
실시예
2
Example
2
(Tix,Wy)C(Ti x , W y ) C 고용체Solid solution 500nm 이상500nm or more 가압Pressure 55 70이상70 or more 50 이상Over 50 0.750.75 0.250.25

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 2의 경우, 출발 원료물질의 조성을 조절하고 평균입도를 0.5 ~ 3㎛로 하며 가압소결조건을 적용함으로써, 미세조직상 유심구조를 갖지 않고 경질상 입자 간의 합체율이 70%를 상회하고 표면과 내부의 금속 결합상 조성차이가 각각 42%와 50% 정도로 차이가 있는 소결체를 제조할 수 있었다. 특히 실시예 2의 경우 도 3에 보여진 바와 같이 표면부와 중심부 간의 Co 함량의 차이가 50% 이상 차이가 나는 경사조직을 갖는 것이 확인되었다.As shown in Table 1, in Examples 1 and 2 of the present invention, by adjusting the composition of the starting raw material, the average particle size of 0.5 ~ 3㎛ and applying the pressure sintering conditions, without having a microstructured core structure A sintered compact having a coalescence rate of more than 70% between hard phase particles and a difference in composition between the surface and the inner metal bonding phase was 42% and 50%, respectively. In particular, in the case of Example 2, as shown in Figure 3, it was confirmed that the difference in the Co content between the surface portion and the center has a sloped structure with a difference of 50% or more.

이에 비해, 본 발명의 실시예와 동일한 조성을 가지는 비교예 5 및 6은 소결조건을 가압을 하지 않는 진공소결 또는 가압소결조건을 본 발명의 실시예의 범위를 벗어나는 조건(진공 소결의 경우 본 발명과 동일한 소결 온도와 시간을 적용하였고, 가압 소결조건의 경우 소결 조건은 본 발명과 동일한 조건이지만 고용상 분말의 입도 크기를 만족하지 못한 결과, 미세조직상 유심구조는 나타나지 않으나 경질상 입자의 합체율이 각각 50% 미만, 60% 미만으로 측정되었다.On the contrary, Comparative Examples 5 and 6 having the same composition as the embodiment of the present invention are conditions that sinter the vacuum sintering or pressure sintering conditions that do not pressurize the conditions outside the range of the embodiment of the present invention (the same as the present invention in the case of vacuum sintering). The sintering temperature and time were applied, and in the case of pressure sintering conditions, the sintering conditions were the same as in the present invention, but the particle size of the solid solution powder was not satisfied. It was measured to be less than 50% and less than 60%.

또한, 비교예 7은 본 발명과 유사한 원료 사용 및 미세조직적 특징을 나타내고 있었으나 소결시 승온 속도가 본 발명에서 설정한 범위에 도달하지 못한 관계로 표면과 내부이 금속 결합상 조성차이를 보이지 않았다.In addition, Comparative Example 7 exhibited similar raw material usage and microstructure characteristics as the present invention, but did not show a difference in composition between the metal and the metal phase due to the temperature increase rate during sintering not reaching the range set in the present invention.

반면, 비교예 8의 경우와 같은 조건으로 실시할 경우 표면과 내부의 금속 결합상 조성차이비 (Sb/Ib)는 본 발명에서 설정한 범위에 도달하였으나 승온 속도가 너무 빠른 관계로 소결체의 치밀화가 일어나지 못하여 소결체 내부에 기공 및 유리탄소(free carbon)와 같은 불건전 조직이 생성되어 절삭 공구로 사용이 불가능한 상태를 나타내었다.On the other hand, when carried out under the same conditions as in Comparative Example 8, the surface-internal metal bonding phase composition difference ratio (Sb / Ib) reached the range set in the present invention, but the densification of the sintered compact was performed because the temperature increase rate was too fast. Because of this, unhealthy structures such as pores and free carbon were generated inside the sintered body, indicating that the tool could not be used as a cutting tool.

또한, 비교예 1 ~ 4의 경우, 미세조직상 유심구조를 나타낼 뿐 아니라, 경질상의 합체율도 모두 50% 미만으로 측정되었다.In addition, in Comparative Examples 1 to 4, not only showed a microstructured core structure, but also all of the hard phases were measured to be less than 50%.

또한, 비교예 7은 본 발명과 유사한 원료 사용 및 미세조직적 특징을 나타내고 있으나 소결시 승온속도가 본 발명의 실시예와 달라 표면부와 내부 간의 금속 결합상의 차이가 발생하지 않았다.In addition, Comparative Example 7 shows the use of raw materials and microstructure similar to the present invention, but the temperature increase rate during sintering was different from the embodiment of the present invention, and there was no difference in the metal bonding phase between the surface and the inside.

이에 비해, 비교예 8의 경우, 표면부와 내부 간의 금속 결합상 조성차이비 (Sb/Ib)는 본 발명에서 설정한 범위에 도달하였으나 승온 속도가 너무 빠른 관계로 소결체의 치밀화가 일어나지 못하여 소결체 내부에 기공 및 유리탄소(free carbon)와 같은 불건전 조직이 발생하여 절삭 공구로 사용이 불가능한 상태를 나타내었다.
On the contrary, in Comparative Example 8, the metal bonding phase composition difference ratio (Sb / Ib) between the surface portion and the inside reached the range set in the present invention, but the densification of the sintered compact did not occur because the temperature increase rate was too fast, so the inside of the sintered compact Unhealthy structures such as pores and free carbon have occurred, indicating that they cannot be used as cutting tools.

소결체의 특성 평가Characterization of Sintered Body

본 발명자들은 상기와 같은 본 발명의 실시예 1 및 2와 비교예 1 ~ 8의 미세조직의 차이(유심구조의 유무, 합체율의 차이)가 소결체의 물성(경도 및 파괴인성)에 미치는 영향과 함께 실제 절삭공구에 적용하였을 때 미치는 영향을 평가하였다.
The inventors of the present invention have the effect of the difference between the microstructures (the presence or absence of the core structure and the difference in coalescing ratio) of the microstructures of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 8 of the present invention on the physical properties (hardness and fracture toughness) of the sintered body. In addition, the impact of the application on the actual cutting tool was evaluated.

(1) 밀링 내마모성 평가 - GC250(1) Milling Wear Resistance Evaluation-GC250

첫 번째 밀링 내마모성 시험은 피삭재로 GC250 주철을 사용하였으며, 절삭 속도(vc)는 500 m/min, 이송(공급)은 0.3mm/tooth, 절삭깊이(ap)는 2.0mm, 절삭 인서트 형상은 SPKN1203EDER, 절삭유는 습식 조건으로 수행하였으며, 평가는 상기 조건에 측면 마모량이 0.2mm까지 도달시 까지의 시간을 측정하여 마모 시험을 실시 하였다. The first milling abrasion resistance test uses GC250 cast iron as workpiece, cutting speed (vc) is 500 m / min, feed (feed) is 0.3mm / tooth, cutting depth (ap) is 2.0mm, cutting insert geometry is SPKN1203EDER, The coolant was performed under wet conditions, and the evaluation was performed by measuring the time until the side wear amount reached 0.2 mm under the above conditions.

(2) 밀링 내마모성 평가 - FCD600(2) Milling Wear Resistance Evaluation-FCD600

두 번째 밀링 내마모성 시험은 피삭재로 FCD600 연(ductile) 주철을 사용하였는데 FCD600은 연질로 GC250에 비해 용착성이 강한 피삭재이다. 이때 절삭 속도(vc)는 150 m/min, 이송(공급)은 0.2mm/tooth, 절삭깊이(ap)는 2.0mm, 절삭 인서트 형상은 SPKN1203EDER, 절삭유는 습식 조건으로 수행하였으며, 평가는 상기 조건에서 측면 마모량이 0.2mm까지 도달시 까지의 시간을 측정하여 마모 시험을 실시 하였다.
The second milling abrasion resistance test used FCD600 ductile cast iron as the workpiece. FCD600 is a soft weldable workpiece compared to GC250. The cutting speed (vc) was 150 m / min, feed (supply) was 0.2 mm / tooth, cutting depth (ap) was 2.0 mm, cutting insert shape was SPKN1203EDER, cutting oil was performed under wet conditions, and the evaluation was performed under the above conditions. The wear test was performed by measuring the time until the side wear amount reached 0.2mm.

(3) 밀링 인성(내결손성) 평가 (3) Milling Toughness (Flaw Resistance) Evaluation

밀링 내결손성 평가는 상기 (1)의 조건으로 내마모성을 평가한 후 최종 파손시까지의 시간을 측정하는 방식을 사용하였으며, 최종 파손시까지의 시간이 길수록 절삭시 지속적인 단속에 의한 내치핑성 혹은 내결손성이 좋은 소결체로 간주하였다. Milling fracture resistance evaluation was a method of measuring the time until the final failure after evaluating the wear resistance under the condition of (1), and the longer the time until the final failure, the chipping resistance due to continuous interruption during cutting or It was regarded as a sintered compact having good fracture resistance.

이상과 같은 방법으로 평가한 절삭성능의 평가결과와, 소결체의 경도(Hv 2.0Kg 하중 적용) 및 파괴인성(50Kg 하중)을 하기 표 2에 나타내었다. The evaluation results of the cutting performance evaluated by the above method, the hardness (applied Hv 2.0Kg load) and fracture toughness (50Kg load) of the sintered body are shown in Table 2 below.

종류Kinds 경도(Hv)Hardness (Hv) 파괴인성
(MPam1 /2 )
Fracture toughness
(MPam 1/2)
절삭성능Cutting performance
표면surface 내부inside FCD600FCD600 GC250GC250 마모량
(mm)
Wear
(mm)
마모량
(mm)
Wear
(mm)
밀링인성Milling toughness
비교예 1Comparative Example 1 1300~14001300-1400 1300~14001300-1400 5.3~5.85.3 ~ 5.8 0.0300.030 0.0450.045 30분30 minutes 비교예 2Comparative Example 2 1300~14001300-1400 1300~14001300-1400 5.5~6.05.5-6.0 0.0200.020 0.0280.028 27분27 minutes 비교예 3Comparative Example 3 1200~13001200-1300 1200~13001200-1300 6.5~7.06.5 ~ 7.0 0.0240.024 0.0400.040 32분32 minutes 비교예 4Comparative Example 4 1300~14001300-1400 1300~14001300-1400 6.0~6.56.0-6.5 0.0200.020 0.250.25 25분25 minutes 비교예 5Comparative Example 5 1400~15001400-1500 1400~15001400-1500 6.5~7.06.5 ~ 7.0 0.0150.015 0.0180.018 40분40 minutes 비교예 6Comparative Example 6 1350~14501350-1450 1350~14501350-1450 6.4~6.96.4 to 6.9 0.0140.014 0.1800.180 38분38 minutes 비교예 7Comparative Example 7 1400~15001400-1500 1400~15001400-1500 7.5~8.07.5 ~ 8.0 0.0110.011 0.1300.130 40분40 minutes 비교예 8Comparative Example 8 측정불가Not measurable 측정불가Not measurable 4.0~5.04.0 ~ 5.0 치핑,파손Chipping, breaking 치핑,파손.Chipping, damage. 10분 이내Within 10 minutes 실시예 1Example 1 1700~18001700-1800 1400~15001400-1500 7.5~8.07.5 ~ 8.0 0.0900.090 0.0100.010 60분60 minutes 실시예 2Example 2 1700~18001700-1800 1400~15001400-1500 7.7~8.37.7 ~ 8.3 0.00100.0010 0.0120.012 70분70 minutes

※ 비교예 8은, 조직 내 불건전 조직출현으로 절삭 시험시 조기 치핑 및 파손으로 공구 수명 산출 불가하였음 (인써트 코너 8코너 이상 평균)
※ In Comparative Example 8, the tool life could not be calculated due to premature chipping and breakage during cutting test due to the appearance of unhealthy tissue in the tissue (average of more than 8 corners of insert corner).

상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소결체의 경도 의 경우 비교예 1 ~ 6과 대비할 때 동등하거나 그 이상이다. 더욱이 절삭공구의 내구성에 큰 영향을 미치는 파괴인성의 경우, 비교예 1 ~ 6에 비해 상당히 향상되었음을 알 수 있다. As confirmed in Table 2, the hardness of the sintered compact according to the embodiment of the present invention is equivalent to or greater than that of Comparative Examples 1 to 6. In addition, it can be seen that the fracture toughness, which greatly affects the durability of the cutting tool, was significantly improved compared to Comparative Examples 1 to 6.

구체적으로, 비교예 1 및 2의 경우 비고용체 원료 사용에 의한 영향으로, 비교예 3 및 4는 그 조성이 본 발명에서 규정한 범위를 만족하지 못한 영향으로 미세조직상 유심구조를 나타내기 때문에, 본 발명의 실시예는 유심구조가 나타나지 않는 비교예 5 및 6에 비해서도 파괴인성이 낮음을 알 수 있다.Specifically, in the case of Comparative Examples 1 and 2 due to the influence of the use of non-solid raw materials, Comparative Examples 3 and 4 show a microstructured core structure under the influence that the composition does not satisfy the range defined in the present invention, In the embodiment of the present invention, it can be seen that the fracture toughness is lower than that of Comparative Examples 5 and 6 in which no core structure is shown.

한편, 비교예 5 및 6은 본 발명의 실시예와 동일하게 유심구조가 나타나지 않음에도 불구하고, 본 발명의 실시예에 비해 파괴인성이 낮은데 이는 본 발명의 실시예에 따른 소결체의 미세조직상 경질상 입자의 합체율이 70%를 상회함에 비해 비교예 5 및 6은 합체율이 60% 미만임에 기인하는 차이로 판단되며, 비교예 7은 상기 경질상 입자의 합체율은 본 발명의 범위를 만족하나 소결시 승온 조건이 다른 특징을 갖기 때문에 내마모성은 기존 공구 대비 향상됨을 확인할 수 있었으나 인성적으로 본 발명 대비 열세함을 알 수 있다.On the other hand, Comparative Examples 5 and 6 have a low fracture toughness compared to the embodiment of the present invention, despite the absence of the core structure in the same manner as the embodiment of the present invention, which is hard in the microstructure of the sintered body according to the embodiment of the present invention. Comparative Examples 5 and 6 are judged to be a difference due to the coalescence rate of less than 60%, while the coalescence rate of the phase particles is greater than 70%, and Comparative Example 7 is a coalescence rate of the hard phase particles. Although satisfactory, the sintering conditions have different characteristics, and thus the wear resistance can be confirmed to be improved compared to the existing tool, but it can be seen that the toughness is inferior to the present invention.

또한, 실제 절삭성능 시험에 있어서도 모든 항목에 있어서 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 소결체는 비교예 1 ~ 8에 비해 인선부의 깨짐 시점이 약 20% 이상 지연되고 내마모성이 개선되는 결과를 보였다.In addition, even in the actual cutting performance test, the sintered bodies according to Examples 1 and 2 of the present invention had a delayed time of about 20% or more of the break point of the edge portion compared to Comparative Examples 1 to 8, and improved wear resistance.

이로부터, 본 발명의 실시예에 따른 소결체는 특히 주철가공용 절삭공구의 모재로서 적합하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.From this, it can be seen that the sintered compact according to the embodiment of the present invention can be suitably used as a base material of a cutting tool for casting iron.

또한 본 발명의 실시예에 따른 소결체 상에 화학적 증착법 및 물리적 증착법을 사용한 코팅층을 형성할 경우, 보다 우수한 내마모성을 얻을 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 소결체는 종래의 써메트의 부족한 취성을 보완하고 나아가 WC계 초경 합금을 부분적으로 대체할 수 있을 것이다.
In addition, when the coating layer using the chemical vapor deposition method and the physical vapor deposition method is formed on the sintered body according to the embodiment of the present invention, since excellent wear resistance can be obtained, the sintered body according to the present invention compensates for the poor brittleness of the conventional cermet and further It may be possible to partially replace WC-based cemented carbide.

Claims (9)

금속의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 이루어지는 경질상 분말과, 상기 경질상 분말을 결합시키는 결합상 금속 분말을 혼합하여 소결한 소결체로서,
상기 경질상 분말의 평균입도는 0.5 ~ 3㎛이고, 상기 소결체의 미세조직 내에서 상기 경질상 분말을 구성하는 입자 간의 합체율이 70% 이상이며,
상기 소결체의 표면부의 결합상 함량이 내부에 비해 30 ~ 70% 작은 것을 특징으로 하는 소결체.
A sintered compact obtained by mixing and sintering a hard phase powder composed of carbide, nitride, or carbonitride of a metal and a binder phase metal powder for bonding the hard phase powder,
The average particle size of the hard phase powder is 0.5 ~ 3㎛, the coalescence rate between the particles constituting the hard phase powder in the microstructure of the sintered body is 70% or more,
Sintered body characterized in that the content of the bonding phase of the surface portion of the sintered body is 30 to 70% smaller than the inside.
제 1 항에 있어서,
상기 경질상 분말은, 티타늄과, 주기율표 중 IVa, Va, 및 VIa족 금속에서 선택된 1종 이상의 금속의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 이루어지며, 상기 소결체는 유심구조가 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 소결체.
The method of claim 1,
The hard phase powder is composed of titanium, carbides, nitrides or carbonitrides of at least one metal selected from Groups IVa, Va, and Group VIa in the periodic table, and the sintered compact is characterized in that no core structure is formed. .
제 1 항에 있어서,
상기 경질상 분말을 구성하는 금속들은 하기 [화학식 1]의 비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소결체.
[화학식 1]
Tix,Wy,Mz
(여기서, M은 Ti와 W를 제외한 주기율표상 IVa, Va, 및 VIa족의 원소이고, x+y+z ≤ 1, 0.1 ≤ y+z ≤ 0.5, 0 ≤ z < 0.5임)
The method of claim 1,
The metal constituting the hard phase powder is a sintered body, characterized in that consisting of the ratio of the following [Formula 1].
[Formula 1]
Tix, Wy, Mz
(Where M is an element of groups IVa, Va, and VIa on the periodic table excluding Ti and W, where x + y + z ≦ 1, 0.1 ≦ y + z ≦ 0.5, 0 ≦ z <0.5)
제 1 항에 있어서,
상기 결합상 금속은 Co, Ni 및 Fe 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서, 4 ~ 18중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 소결체.
The method of claim 1,
The binder phase metal is a sintered compact, characterized in that it comprises 4 to 18% by weight as one or a mixture of two or more selected from Co, Ni and Fe.
제 1 항에 있어서,
상기 소결체상에는 화학기상증착법 또는 물리기상증착법으로 증착한 박막이 형성되는 것을 특징으로 하는 소결체.
The method of claim 1,
On the sintered body is a sintered body characterized in that a thin film deposited by chemical vapor deposition or physical vapor deposition is formed.
평균입도가 0.5 ~ 3㎛이며 금속의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물로 이루어지는 경질상 분말과 상기 경질상을 결합시키는 결합상 금속 분말을 혼합하는 단계,
혼합된 분말을 성형하는 단계, 및
성형된 분말을 가압 소결하는 단계를 포함하며,
상기 가압 소결은, 400℃ ~ 소결온도 사이에는 5℃/min ~ 20℃/min의 속도로 승온시킨 후, 소결온도 1380 ~ 1450℃, 가압력 40 ~ 120MPa의 조건으로 Ar, N2, CH4, H2중 1종 또는 2종 이상의 혼합 가스 분위기 하에서 수행되며,
가압 소결 후의 소결체의 표면부의 결합상 함량이 내부에 비해 30 ~ 70% 작은 것을 특징으로 하는 소결체의 제조방법.
Mixing a hard phase powder composed of carbides, nitrides or carbonitrides of a metal having an average particle size of 0.5 to 3 μm and a binder phase metal powder for bonding the hard phase,
Shaping the mixed powder, and
Pressure sintering the shaped powder,
The pressure sintering was performed at a rate of 5 ° C./min to 20 ° C./min between 400 ° C. and sintering temperature, and then Ar, N 2 , CH 4 , One or two or more mixed gas atmospheres of H 2 ,
A method for producing a sintered compact, characterized in that the content of the bonding phase in the surface portion of the sintered compact after pressure sintering is 30 to 70% smaller than that in the interior.
제 6 항에 있어서,
상기 소결체의 미세조직상 경질상 분말 입자 간의 합체율이 70% 이상인 것을 특징으로 하는 소결체의 제조방법.
The method according to claim 6,
Method for producing a sintered compact, characterized in that the coalescence rate between the fine structure of the hard phase powder particles of the sintered compact is 70% or more.
제 6 항에 있어서,
상기 소결체는 유심구조가 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 소결체의 제조방법.
The method according to claim 6,
The sintered body is a manufacturing method of the sintered body, characterized in that no core structure is formed.
제 6 항에 있어서,
상기 소결체상에는 화학기상증착법 또는 물리기상증착법으로 증착한 박막이 형성되는 것을 특징으로 하는 소결체의 제조방법.
The method according to claim 6,
The method of manufacturing a sintered compact, characterized in that the thin film deposited by chemical vapor deposition or physical vapor deposition is formed on the sintered compact.
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