KR20140130793A - A High hardness Composites and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강화재인 탄화물분말 또는 탄화물폼(Form)에 기지재인 이종금속 용탕을 가압하여 함침함으로써 경도가 향상되도록 한 고경도 복합재료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high hardness composite material which is hardened by impregnating a molten metal of a different kind into a carbide powder or a carbide foam, which is a reinforcing material, and a method for producing the same.
복합재료(Composite material)란 두 가지 이상 구성물질의 혼합체로써 서로 화학적으로 구분되는 구성물질들이 각각의 특성을 유지한 채로 결합되어 있으면서 각 구성물질의 독특한 기계적, 물리적, 화학적 특성이 서로 상호 보완적으로 작용하여 개개의 구성물질이 분리되어 있을 때보다 좋은 특성을 얻고자 인위적으로 구성된 물질을 일컫는 것이다. Composite material is a mixture of two or more constituent materials, and the constituent materials chemically separated from each other are combined while maintaining their respective characteristics, and the unique mechanical, physical and chemical properties of each constituent material are mutually complementary Refers to an artificially constructed material in order to obtain better properties than when individual constituents are separated.
일반적으로 공구, 드릴비트, 공구강 등을 성형하기 위해 금속이나 금속탄화물의 분말을 가열하여 결합시킴으로써 금속재료나 금속가공제품을 만드는 분말야금기술이 이용되었다.Powder metallurgy techniques have been used to produce metal materials or metal-working products by heating and bonding powders of metals or metal carbides to form tools, drill bits, tool steels, and the like.
예컨대, 철강기지 내에 티타늄카바이드가 분산된 소결합금은 철(Fe)가 주성분인 합금강이며, 티타늄카바이드 입자가 중량비료 20 내지 60% 차지한다.For example, a sintered alloy in which titanium carbide is dispersed in a steel matrix is alloy steel whose main component is iron (Fe), and titanium carbide particles occupy 20 to 60% by weight of fertilizer.
그리고, 상기 소결합금은 티타늄카바이드 분말과, 철강기지의 주성분인 철, 합금원소인 크롬, 몰리브덴, 니켈, 코발트, 알루미늄, 티타늄, 구리 등의 분말을 혼합한 후, 성형-탈지-액상소결-열간등압성형 등의 공정을 거쳐 제조된다.The sintered alloy may be prepared by mixing titanium carbide powder and powders of chromium, molybdenum, nickel, cobalt, aluminum, titanium, copper and the like, which are the main components of the steel base, and alloying elements, And isostatic pressing.
그러나, 이러한 방법으로 제조되는 합금은 분말의 형상, 입도 및 입도분포를 제어하는 것이 용이하지 않으며, 주조에 비해 프레스, 소결로, 혼합기 등의 장비가 요구된다. However, it is not easy to control the shape, particle size and particle size distribution of the powder produced by this method, and equipment such as a press, a sintering furnace, a mixer, and the like is required compared with casting.
또한, 소결합금은 액상 소결시에 표면부위와 중심부의 온도 차이로 인하여 불균질한 미세조직을 얻기 쉽다.In addition, the sintered alloy tends to obtain heterogeneous microstructure due to the temperature difference between the surface portion and the center portion in the liquid phase sintering.
뿐만 아니라, 이러한 불균질한 미세조직으로 인해 위치별 특성의 차이를 발생시켜 균일한 특성이 요구되는 부품의 제작이 어려운 문제점이 있다.In addition, due to the heterogeneous microstructure, there is a problem in that it is difficult to manufacture parts requiring uniform characteristics due to differences in position-specific characteristics.
이에 따라 대한민국 공개특허 제10-2001-00048334호에는 탄화물 형성원소인 크롬을 함유하는 합금강을 침탄하여 탄화물층을 형성시킨 다음 담금질하여 분산된 탄화물에 의해 강화된 마르텐사이트 조직으로 표면을 경화시키는 방법이 개시되어 있다.Accordingly, Korean Patent Laid-Open No. 10-2001-00048334 discloses a method of carburizing an alloy steel containing chromium, which is a carbide-forming element, to form a carbide layer, and then quenching the surface to harden the surface with a martensite structure strengthened by dispersed carbides Lt; / RTI >
또한, 대한민국 등록실용신안 제20-0237812호에는 미세한 금속분말을 전기에너지를 순간 방전시켜 다양한 형상의 공구 소결체를 성형함과 동시에 가스 분위기를 조절하여 사용자가 원하는 표면으로 개질시킬 수 있는 전기방전소결에 의한 공구의 성형, 표면개질 장치가 개시되어 있다.Korean Utility Model Registration No. 20-0237812 discloses an electric discharge sintering method capable of instantly discharging electric energy from a fine metal powder to form tool sintered bodies of various shapes and modifying the gas atmosphere to a desired surface by a user And a surface modification apparatus.
그러나, 상기와 같은 종래기술은 표면처리 대상물의 표면에만 탄화물층이 형성되거나 개질되므로 높은 내구성을 기대하는데 무리가 있다.However, the above-described conventional techniques have a problem in that a high durability can not be expected because the carbide layer is formed or modified only on the surface of the object to be surface-treated.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 강화재인 탄화물분말 또는 탄화물폼(Form)에 기지재인 이종금속 용탕을 가압하여 함침함으로써 강화재가 균일하게 분포하도록 하여 경도가 향상되도록 한 고경도 복합재료 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems by providing a high hardness composite material in which hardness is improved by uniformly distributing reinforcing materials by impregnating a molten metal melt, which is a known material, into a carbide powder or a carbide foam, And a method for producing the same.
본 발명의 다른 목적은, 복합재료의 대형화가 가능하여 압연롤 등에 적용 가능한 고경도 복합재료 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a high-hardness composite material which can be made into a large-sized composite material and which can be applied to a rolling roll and the like, and a method for producing the same.
본 발명의 또 다른 목적은, 비교적 낮은 압력(대기압 이상 100기압 이하)에서 이종금속 용탕을 함침함으로써 생산성이 향상되고 제조원가가 현저히 절감될 수 있도록 한 고경도 복합재료 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.It is still another object of the present invention to provide a high hardness composite material capable of improving productivity and significantly reducing the manufacturing cost by impregnating a dissimilar metal melt at a relatively low pressure (atmospheric pressure to 100 atmospheric pressure or less) and a method for producing the same .
본 발명의 또 다른 목적은, 탄화물폼을 강화재로 채택함으로써 탄화물의 체적율 제어가 가능하도록 한 고경도 복합재료 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.It is still another object of the present invention to provide a high hardness composite material capable of controlling the volume fraction of a carbide by employing a carbide foam as a reinforcement, and a method of manufacturing the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고경도 복합재료는, 강화재인 탄화물분말 또는 탄화물폼(Form)과, 상기 강화재 내부에 용탕이 함침되어 형성된 기지재를 포함하여 구성되며, 상기 기지재는 강화재와 상이한 이종 금속이 채택됨을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a high hardness composite material comprising a carbide powder or a carbide foam, which is a reinforcing material, and a base material formed by impregnating a molten metal inside the reinforcing material, And a different metal different from the reinforcing material is adopted.
상기 강화재는 TiC, SiC, B4C, WC, Ta4C3, ZrC 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.The reinforcement material is characterized by containing at least one of TiC, SiC, B 4 C, WC, Ta 4 C 3 , and ZrC.
상기 탄화물폼은 50% 이상의 체적율을 갖는 것을 특징으로 한다.The carbide foam has a volume ratio of 50% or more.
상기 탄화물폼은 탄화물분말을 일축 가압성형한 후 CIP(Cold Isostatic Pressing), HIP(Hot Isotatic Pressing) 또는 소결 공정을 거쳐 제조됨을 특징으로 한다.The carbide foam is characterized in that the carbide powder is uniaxially pressed and then subjected to CIP (Cold Isostatic Pressing), HIP (Hot Isotactic Pressing) or sintering process.
본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제조방법은 강화재인 탄화물분말 또는 탄화물폼(Form)과, 상기 강화재와 상이한 이종금속 재료로 이루어진 기지재를 준비하는 재료준비단계와, 상기 강화재를 성형공간에 장입하는 강화재장입단계와, 상기 성형공간에 기지재를 제공하여 강화재 내부에 기지재를 함침하여 고경도 복합재료를 형성하는 기지재함침단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a high-hardness composite material according to the present invention includes the steps of: preparing a matrix material made of a carbide powder or a carbide foam as a reinforcing material and a dissimilar metal material different from the reinforcing material; And a matrix material impregnation step of providing a matrix material to the molding space and impregnating the matrix material in the reinforcement material to form a high hardness composite material.
상기 재료준비단계에서, 상기 강화재는 TiC, SiC, B4C, WC, Ta4C3, ZrC 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the material preparation step, the reinforcement material may include at least one of TiC, SiC, B 4 C, WC, Ta 4 C 3 , and ZrC.
상기 기지재함침단계는 대기압 이상 100기압 이하의 저압으로 기지재를 가압하는 과정임을 특징으로 한다.And the matrix impregnation step is a step of pressing the matrix to a low pressure of at least 100 atmospheres and atmospheric pressure.
상기 기지재함침단계 이후에는, 상기 고경도 복합재료의 조직 치밀화, 잔류응력 제거, 기지조직 제어를 위한 후처리단계가 선택적으로 실시됨을 특징으로 한다.After the matrix impregnation step, a post-treatment step for densification of the high hardness composite material, removal of residual stress, and control of the matrix structure is selectively performed.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고경도 복합재료는, 강화재인 탄화물분말 또는 탄화물폼(Form)에 기지재인 이종금속 용탕을 일축 가압하여 함침함으로써 강화재가 균일하게 분포하도록 구성된다.As described above, the high-hardness composite material according to the present invention is configured such that the reinforcement material is uniformly distributed by uniaxially pressing the molten metal of the dissimilar metal, which is a known material, into the carbide powder or the carbide foam as the reinforcing material.
따라서, 강도가 향상되며 복합재료의 대형화가 가능하므로 압연롤 등에 적용 가능하다.Therefore, the strength can be improved and the composite material can be enlarged, so that it can be applied to a rolling roll or the like.
또한 본 발명에서는 비교적 낮은 압력(대기압 이상 100기압이하)에서 이종금속 용탕을 함침함으로써 생산성이 향상되고 제조원가가 현저히 절감될 수 있는 이점이 있다.In addition, in the present invention, impregnation of the dissimilar metal melt at a relatively low pressure (atmospheric pressure to 100 atmospheres or less) has an advantage that the productivity is improved and the manufacturing cost is remarkably reduced.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 탄화물폼을 강화재로 채택함으로써 탄화물의 체적율 제어가 가능한 이점이 있다.In addition, the present invention has an advantage that the volume fraction of the carbide can be controlled by adopting the carbide foam as the reinforcement.
도 1 은 본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제1실시예의 SEM 미세조직 사진.
도 2 는 본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제2실시예의 SEM 미세조직 사진.
도 3 은 본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제조방법을 나타낸 공정 순서도.
도 4 는 본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제조방법에서 일 단계인 재료준비단계의 강화재를 나타낸 확대사진
도 5 는 본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제조방법에서 강화재 및 기지재의 물성을 나타낸 표.
도 6 은 본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제조방법에서 탄화물폼이 채택된 강화재의 외관을 보인 실물 사진.
도 7 은 본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제조방법에서 강화재의 다양한 실시예의 물성을 나타낸 표.
도 8 은 본 발명에 의한 고경도 복합재료에서 강화재와 기지재 각각에 대하여 측정한 강도를 나타낸 표.
도 9 는 본 발명에 의한 고경도 복합재료에 대한 XRD 상분석 결과.1 is a SEM microstructure photograph of a first embodiment of a high hardness composite material according to the present invention.
2 is a SEM microstructure photograph of a second embodiment of a high hardness composite material according to the present invention.
3 is a process flow chart showing a method for producing a high hardness composite material according to the present invention.
Fig. 4 is an enlarged view showing a reinforcing material in a material preparing step which is one step in the method for producing a high hardness composite material according to the present invention
5 is a table showing the physical properties of a reinforcement material and a matrix material in a method of producing a high-hardness composite material according to the present invention.
FIG. 6 is a photograph showing the appearance of a reinforcing material adopting a carbide foam in a method of manufacturing a high-hardness composite material according to the present invention. FIG.
7 is a table showing the physical properties of various embodiments of the reinforcement in the process for producing a high hardness composite according to the present invention.
8 is a table showing the strengths measured for the reinforcement material and the matrix material in the high-hardness composite material according to the present invention.
Fig. 9 shows the XRD phase analysis results of the high-hardness composite according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 고경도 복합재료에 대하여 설명한다.Hereinafter, a high hardness composite material according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 attached hereto.
도 1에는 본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제1실시예의 SEM 미세조직 사진이 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 고경도 복합재료의 제2실시예의 SEM 미세조직 사진이 도시되어 있다.FIG. 1 shows a SEM microstructure photograph of a first embodiment of a high hardness composite according to the present invention, and FIG. 2 shows a SEM microstructure photograph of a second embodiment of a high hardness composite according to the present invention.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to describe its invention in the best possible way It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.
도면과 같이 본 발명에 의한 고경도 복합재료(이하 '복합재료(100)'라 칭함)는 탄화물로 구성된 강화재(110)와, 강화재(110)와 상이한 이종 금속으로 이루어진 기지재(120)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, a high hardness composite material (hereinafter referred to as a 'composite material 100') according to the present invention includes a
그리고, 상기 복합재료(100)는 내부의 강화재(110)가 고르게 분산된 형태를 갖도록 성형되어 높은 강도를 갖게 된다.The
즉, 상기 강화재(110)는 성형공간에 분말상태로 장입되고, 기지재(120) 용탕을 가압하여 함침함으로써 분산된 형태를 나타낼 수 있으며, 탄화물폼(form) 형태로 제조된 후 성형공간에 장입되고 이후 기지재(120) 용탕이 가압에 의해 내부로 함침되도록 함으로써 체적율을 높일 수 있다.That is, the
본 발명의 실시예에서 상기 강화재(110)는 탄화물이 적용되었으며, 보다 구체적으로 상기 강화재(110)는 TiC, SiC, B4C, WC, Ta4C3, ZrC 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성된다.Comprising the reinforcing
그리고, 도 1은 TiC 분말을 가압성형하여 탄화물폼을 형성한 후 기지재(120)인 철(Fe)을 용융하여 함침된 구조이며, 도 2 는 TiC 분말을 성형공간에 장입하고 기지재(120)를 이룰 알루미늄 용탕을 가압하여 함침함으로써 제조된 구조이다.FIG. 1 shows a structure in which TiC powder is press-formed to form a carbide foam, and then iron (Fe) as a
따라서, 상기 강화재(110)는 탄화물 분말 형태이거나 탄화물폼 형태가 선택적으로 적용됨에 따라 상이한 체적율을 가지며 체적율의 제어가 가능하다Accordingly, the reinforcing
예컨대 상기 강화재(110)가 탄화물폼이 적용되는 경우 복합재료(100)에 대하여 50% 이상의 체적율을 가질 수 있다.For example, the
이하 첨부된 도 3을 참조하여 상기 복합재료(100)를 제조하는 방법을 설명한다.A method for manufacturing the
도 3은 본 발명에 의한 고경도 복합재료(100)의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.3 is a process flow chart showing a method for producing the high hardness
도면과 같이 상기 복합재료(100)는 강화재(110)인 탄화물분말 또는 탄화물폼(Form)과, 상기 강화재(110)와 상이한 이종금속 재료로 이루어진 기지재(120)를 준비하는 재료준비단계(S100)와, 상기 강화재(110)를 성형공간에 장입하는 강화재장입단계(S200)와, 상기 성형공간에 기지재(120)를 제공하여 강화재(110) 내부에 기지재(120)를 함침하여 고경도 복합재료(100)를 형성하는 기지재함침단계(S300)로 이루어지며, 상기 기지재함침단계(S300) 이후에는 복합재료(100)의 조직 치밀화, 잔류응력 제거, 기지조직 제어를 위한 후처리단계(S400)가 더 실시될 수 있다.As shown in the drawing, the
상기 재료준비단계(S100)에서 강화재(110)는 TiC, SiC, B4C, WC, Ta4C3, ZrC 중 어느 하나 이상을 포함하도록 준비되며, 상기 기지재(120)는 탄화물을 제외한 나머지 금속 소재가 채택될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 철(Fe)을 채택하였다.The reinforcing
첨부된 도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 고경도 복합재료(100)의 제조방법에서 일 단계인 재료준비단계(S100)의 강화재(110)를 나타낸 확대사진과, 강화재(110) 및 기지재(120)의 물성을 나타낸 표이다.4 and 5 are an enlarged photograph showing a
한편, 상기 강화재(110)는 도 6과 같이 폼(Form) 형상을 갖도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the
도 6은 본 발명에 의한 고경도 복합재료(100)의 제조방법에서 탄화물폼이 채택된 강화재(110)의 외관을 보인 실물 사진으로서, 탄화물폼은 TiC, SiC, B4C, WC, Ta4C3, ZrC 중 어느 하나 이상을 포함하는 탄화물을 일축 가압하고, CIP(Cold Isostatic Pressing), HIP(Hot Isostatic Pressing), 소결 공정 중 어느 하나 이상을 선택적으로 실시하여 제조될 수 있다.FIG. 6 is a photograph showing the appearance of the
상기 탄화물폼은 도 7과 같이 다양하게 제조하였다. 즉, 탄화물 분말을 일축성형한 두 개의 시료와, 일축성형한 후 CIP(Cold Isostatic Pressing)를 실시한 두 개의 시료와, 일축성형한 후 CIP(Cold Isostatic Pressing) 및 소결 공정을 모두 실시하여 제조된 두 개의 시료를 준비하였다.The carbide foam was prepared variously as shown in FIG. That is, two samples prepared by uniaxially molding a carbide powder, two samples subjected to CIP (Cold Isostatic Pressing) after uniaxial molding, and two samples prepared by performing both CIP (Cold Isostatic Pressing) and sintering processes Were prepared.
상기 재료준비단계(S100) 이후에는 강화재장입단계(S200)가 실시된다. 상기 강화재장입단계(S200)는 작업공간(강화재(110)가 장입되고 기지재(120)를 이룰 용탕이 유입되어 함침될 수 있는 공간) 내부에 강화재(110)를 장입하는 과정이다.After the material preparation step (S100), a reinforcement material charging step (S200) is performed. The step S200 of charging the reinforcement material is a process of charging the
이때 상기 작업공간은 진공분위기가 조성될 수도 있고, 대기분위기를 유지하되 외부로부터 제공된 압력이 일측을 통해 배기되도록 구성되어 용탕의 함침이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.At this time, the work space may be formed in a vacuum atmosphere, or may be configured such that pressure externally provided is exhausted through one side while maintaining the atmosphere, so that impregnation of the molten metal can be performed.
그리고, 상기 작업공간은 용탕의 함침이 이루어질 수 있는 낮은 압력 범위(대기압 이상 100기압 이하) 내라면 함침량에 따라 다양하게 변경 실시 가능하다.The working space can be variously changed depending on the impregnation amount within a low pressure range (atmospheric pressure to 100 atm or less) at which impregnation of the molten metal can be performed.
상기 강화재장입단계(S200) 이후에는 기지재함침단계(S300)가 실시된다. 상기 기지재함침단계(S300)는 상기와 같은 다양한 방법 중 어느 하나가 채택될 수 있으며, 탄화물분말 내부 또는 탄화물폼 내부로 용탕이 유입되어 함침될 수 있는 범위 내라면 다양한 가압 방법으로 변경 적용이 가능하다.After the reinforcement material charging step (S200), a matrix material impregnation step (S300) is performed. The base material impregnation step (S300) may adopt any of the various methods as described above. If the molten metal is infiltrated into the inside of the carbide powder or into the inside of the carbide foam, Do.
상기 기지재함침단계(S300)를 통해 제조된 복합재료(100)는 도 2와 같이 알루미늄(A356) 기지재(120) 내부에 균일하게 분포하는 TiC 입자를 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 2, the
이때 상기 강화재(110)는 30% 이하의 체적율을 나타냈으며 복합재의 밀도는 3.1g/cc를 나타내었다. 그리고, 압축강도 1㎬과 165㎬의 탄성계수를 나타내었다.At this time, the reinforcing
한편, 상기 기지재함침단계(S300) 이후 후처리단계(S400)를 더 실시할 수 있다.On the other hand, after the base material impregnation step (S300), the post-treatment step (S400) may be further performed.
상기 후처리단계(S400)는 복합재료(100)를 열처리하여 조직을 치밀화하거나, 내부의 잔류응력을 제거하거나 기지 조직을 제어하기 위한 과정이다.The post-treatment step S400 is a process for heat-treating the
도 8은 본 발명에 의한 고경도 복합재료(100)에서 강화재(110)와 기지재(120) 각각에 대하여 측정한 강도를 나타낸 표이다.8 is a table showing the intensities measured for each of the reinforcing
즉, 도 8의 아래 사진에서 강화재(110)와 기지재(120)에 대하여 각각 경도 측정을 시도하였으며, 강화재(110)의 크기가 미세함에 따라 표와 같이 강화재(110)와 기지재(120)의 경도가 유사한 수치를 나타내는 것으로 측정되었다.8, the hardness of the
즉, TiC 분말의 경우 3000HV의 경도를 가지고, 철은 150HV을 가지는 반면, 본원발명의 복합재료(100)는 강화재(110)가 기지재(120)가 고르게 분포되고 미세한 크기를 가짐에 따라 1000 내지 1400HV의 고른 경도 분포를 나타내었다.That is, the TiC powder has a hardness of 3000 HV and the iron has 150 HV, whereas the
그리고, 도 9와 같이 상기 복합재료(100)의 XRD 상분석 결과 α-Fe상과 TiC 상이 확인되었다.As a result of XRD analysis of the
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the scope of the present invention.
100. 고경도 복합재료 110. 강화재
120. 기지재 S100. 재료준비단계
S200. 강화재장입단계 S300. 기지재함침단계
S400. 후처리단계 100. High
120. Base material S100. Material preparation step
S200. Strengthening material charging step S300. Batch Re-impregnation Step
S400. Post-processing step
Claims (8)
상기 기지재는 강화재와 상이한 이종 금속이 채택됨을 특징으로 하는 고경도 복합재료.
A carbide powder or a carbide foam which is a reinforcing material and a base material formed by impregnating the reinforcing material with a molten metal,
Characterized in that the matrix is made of a dissimilar metal different from the reinforcement.
The high hardness composite material according to claim 1, wherein the reinforcing material comprises at least one of TiC, SiC, B 4 C, WC, Ta 4 C 3 and ZrC.
The high hardness composite material according to claim 2, wherein the carbide foam has a volume ratio of 50% or more.
The high hardness composite material according to claim 3, wherein the carbide foam is produced by uniaxially pressing the carbide powder, followed by CIP (Cold Isostatic Pressing), HIP (Hot Isotatic Pressing) or sintering.
상기 강화재를 성형공간에 장입하는 강화재장입단계와,
상기 성형공간에 기지재를 제공하여 강화재 내부에 기지재를 함침하여 고경도 복합재료를 형성하는 기지재함침단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고경도 복합재료의 제조방법.
A material preparing step of preparing a substrate made of a carbide powder or a carbide foam as a reinforcing material and a different metallic material different from the reinforcing material;
A reinforcing material charging step of charging the reinforcing material into the molding space,
And a matrix material impregnation step of providing a matrix material in the molding space to impregnate a matrix material in the reinforcement material to form a high-hardness composite material.
상기 강화재는 TiC, SiC, B4C, WC, Ta4C3, ZrC 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고경도 복합재료의 제조방법.
6. The method according to claim 5, wherein in the material preparation step,
Wherein the reinforcing material comprises at least one of TiC, SiC, B 4 C, WC, Ta 4 C 3 , and ZrC.
The method of claim 6, wherein the matrix material impregnation step is a step of pressing the matrix material at a low pressure of at least 100 atmospheres.
상기 고경도 복합재료의 조직 치밀화, 잔류응력 제거, 기지조직 제어를 위한 후처리단계가 선택적으로 실시됨을 특징으로 하는 고경도 복합재료의 제조방법.8. The method of claim 7, wherein after the matrix impregnation step,
Wherein the densification of the high hardness composite material, the removal of residual stress, and the post-treatment step for controlling the matrix structure are selectively performed.
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