KR20150070231A - 저탄소강 및 초경합금 마모 부품 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품 및 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 마모 부품은 저탄소 강 합금과 캐스팅된 초경합금 입자들의 화합물 본체로 구성된다. 저탄소 강 합금은 약 0.1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 당량 Ceq=wt%C+0.3(wt%Si+wt%P) 에 상응하는 탄소 함량을 갖는다. 또 다른 실시형태에서 마모 부품은 본체 및 본체에 배치된 저탄소 강 합금 내에 캐스팅된 초경합금 입자들의 다수의 인서트들을 포함할 수 있다. 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법은 초경합금 입자들과 저탄소 강 합금의 매트릭스를 캐스팅하도록 용융된 저탄소 강 합금에 의해 초경합금 입자들을 캡슐화함으로써 다수의 초경합금 인서트들을 형성하는 단계를 포함하고, 저탄소 강 합금은 약 1 -1.5 중량 % 의 탄소 함량을 갖는다. 다수의 초경합금 인서트들의 각각은 산화 방지/화학적 저항성의 재료의 적어도 하나의 층으로 코팅된다. 다수의 인서트들은 마모 부품의 형상에 상응하는 몰드 상에 직접 고정된다. 그 후에 초경합금 인서트들은 저탄소 강 합금과 초경합금 인서트들을 캐스팅하도록 용융된 저탄소 강 합금으로 캡슐화된다.

Description

저탄소강 및 초경합금 마모 부품{LOW CARBON STEEL AND CEMENTED CARBIDE WEAR PART}
본 개시는 독특한 제품 구성 및 성능을 갖는 저탄소 강 내에 캐스팅된 초경합금 (CC) 입자들의 마모 부품 및 캐스팅된 CC 입자들과 저탄소 강으로 제조된 인서트를 갖는 마모 부품에 관한 것이다.
화합물 재료 개념은 특히 채광과 오일 및 가스 드릴링, 암반 밀링 공구들, 터널 보어링 기계 커터들/디스크들, 임펠러들에서 사용되는 드릴 비트들, 및 기계 부품들, 기구들, 공구들 등에서 그리고 특히 큰 마모에 노출되는 컴포넌트들에서 사용되는 마모 부품들에 대해 적합하다.
높은 내마모성 및 강도를 갖는 실시형태의 마모 부품은 저탄소 강 합금으로 캐스팅된 초경합금 입자들의 화합물 본체로 구성되고, 저탄소 강 합금은 약 0.1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 당량 Ceq=wt%C+0.3(wt%Si+wt%P) 에 상응하는 탄소 함량을 갖는다.
또 다른 실시형태의 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법은 대량의 초경합금 입자들을 제공하는 단계 및 초경합금 입자들을 몰드 내에 위치시키는 단계를 포함한다. 약 0.1 내지 약 1.5 wt% 의 탄소 당량 Ceq=wt%C+0.3(wt%Si+wt%P) 에 상응하는 탄소 함량을 갖는 용융된 저탄소 강 합금은 몰드 내로 이송된다. 초경합금 입자들은 초경합금 입자들과 저탄소 강 합금의 매트릭스를 캐스팅하도록 용융된 저탄소 강 합금으로 캡슐화된다.
높은 내마모성 및 강도를 갖는 추가의 또 다른 실시형태의 마모 부품이 제공된다. 마모 부품은 본체 및 본체 내에 배치된 저탄소 강 합금 내에 캐스팅된 초경합금 입자들의 다수의 인서트들을 포함한다. 저탄소 강 합금은 약 0.1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 당량 Ceq=wt%C+0.3(wt%Si+wt%P) 에 상응하는 탄소 함량을 갖는다.
추가의 또 다른 실시형태의 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법은 다수의 초경합금 인서트들을 형성하는 단계를 포함하고, 인서트들은 초경합금 입자들과 저탄소 강 합금의 매트릭스를 캐스팅하도록 용융된 저탄소 강 합금에 의해 초경합금 입자들을 캡슐화함으로써 형성되고, 저탄소 강 합금은 약 1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 함량을 갖는다. 다수의 초경합금 인서트들의 각각은 산화 방지/화학적 저항성의 재료의 적어도 하나의 층으로 코팅된다. 다수의 인서트들은 마모 부품의 형상에 상응하는 몰드 상에 직접 고정된다. 초경합금 인서트들은 저탄소 강 합금으로 초경합금 인서트들을 캐스팅하도록 용융된 저탄소 강 합금에 의해 캡슐화된다.
본 발명의 이러한 및 다른 목적들, 특징들, 양상들, 및 이점들은 첨부된 도면들과 관련한 실시형태들의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다
도 1 은 본 발명의 초경합금 입자, 저탄소 강 합금 매트릭스의 예시적인 미세 구조이다.
도 2 는 본 발명의 확대된 미세 구조이다.
도 3 은 본 발명의 코팅된 마모 부품의 단면도이다.
도 4 는 캐스팅, 담금질, 어닐링 및 블래스팅 후에 본 발명의 방법에 따라 제조된 마모 부품이다.
도 5a 및 도 5b 는 내산화성에 대해 테스트된 부품들이다.
본 발명의 하나의 양상은 개선된 내마모성 성능을 갖는 독특한 제품들 및 구성들을 제조하도록 저탄소 강 내에 초경합금 입자들/본체들의 캐스팅에 관한 것이다. 이러한 화합물 재료는 채광과 오일 및 가스 드릴링, 암반 밀링 공구들, TBM-커터들/디스크들, 임펠러들, 슬라이딩 마모 부품들에서 사용되는 드릴 비트들, 및 기계 부품들, 기구들, 공구들 등에서 그리고 특히 큰 마모에 노출되는 컴포넌트들에서 사용되는 마모 부품들에 대해 특히 적절하다. 다른 제품들 또는 부품들이 본 발명에 의해 고려된다는 것이 이해되어야만 한다. 추가로 본 발명의 양상들은 각각의 양상들에서 공구, 드릴 비트, 암반 밀링 공구, TBM-커터/디스크, 임펠러 및 슬라이딩 부품을 제공하고, 각각은 본원에서 설명된 바와 같은 마모 부품, 적절하게 두개 이상의 마모 부품들을 포함한다.
도 1 을 참조하면, 마모 부품의 본체 (10) 는 초경합금 입자들 (12) 및 저탄소 강 합금 (14) 의 바인더를 포함한다. 초경합금 입자들은 저탄소 강 합금 (14) 과 캐스팅될 수 있다. 저탄소 강 합금은 약 0.1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 당량 Ceq=wt%C+0.3(wt%Si+wt%P) 에 상응하는 탄소 함량을 갖는다.
공지된 바와 같이, 초경합금 입자들은 내마모성 재료로서 사용되고 다양한 기술들을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 초경합금은 단편들, 크래쉬된 재료, 분말, 가압된 본체들, 입자들 또는 일부 다른 형상으로서 존재한다. 바인더 금속 뿐만 아니라 적어도 하나의 카바이드를 포함하는 초경합금은 일반적으로 Ti, Ta, Nb 또는 다른 금속들의 카바이드들이 가능하게 첨가된 WC-Co-타입이지만, 또한 다른 카바이드들 및/또는 질화물들 및 바인더 금속들을 포함하는 경질 금속이 적절할 수 있다. 예외적인 경우들에서 또한 순수 카바이드들 또는 다른 경질 소들 (hard principles) 은 즉 임의의 결합상 없이 사용될 수 있다. 초경합금은 또한 마모 적용예에 따라 시멘트로 대체될 수 있다. 시멘트는 내산화성 및 내부식성에 대해 높은 요구 조건들을 갖는 마모 부품들에서 일반적으로 사용되는 경금속 매트릭스 재료이다. 저탄소 강 합금은 또 다른 내열성의 합금, 예를 들면 Ni-계 합금, 인코넬 (Inconel) 등에 의해 대체될 수 있다.
크래쉬된 카바이드 입자들의 함량 및 입자 사이즈는 두개의 재료들 사이에 열 전도성에서의 차이로 인해 강의 웨팅성 (wettability) 에 영향을 줄것이다. 경질 재료와 강 사이에서의 만족스러운 웨팅 또는 야금 결합은 충분히 높은 비율의 용융된 강과 함께 예비 가열된 몰드들에서 유지될 수 있다.
가장 양호한 마모 및 저항 특성들 제공하기 위해, CC 입자들은 강과 CC 입자들 사이에 열 용량 및 열 전도성에 관해 양호한 밸런스가 CC 입자들 상에서 강의 가장 양호한 가능한 웨팅에 대해 얻어질 수 있는 그래뉼 사이즈를 갖는 것이 바람직하다. CC 입자들의 사이즈 체적은 약 0.3 내지 약 20 ㎤ 이어야 한다.
경질 화합물 재료의 가장 양호한 내마모성을 유지하도록, CC 입자들은 마모 부품의 표면에 노출되어야 한다. 따라서, 입자들의 형상은 강 매트릭스에 양호한 결합 및 큰 마모 평면 (flat surface) 면적을 유지하는 것이 중요하다. 입자들의 두께는 약 5 내지 약 15 ㎜ 이어야만 한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 캐스팅된 초경합금 입자들 ("CC 입자들" : 12) 은 매트릭스를 형성하도록 저탄소 강 합금 (14) 에 의해 둘러싸이고 캡슐화된다. 저탄소 강 내에 캐스팅된 CC 입자들은 공동들 없이 강에서의 양호한 피팅을 갖는다. 강의 탄소 함량은 탄소에 대해 약 0.1 내지 약 1.5 중량 % 이다. 이러한 범위에서 탄소 함량들은 CC 입자들에서의 결합상의 용융점보다 높게 강/합금의 용융점을 상승시킬 것이다. CC 입자들이 용해를 방지하도록, CC 입자들은 알루미나로 코팅된다.
본원에 추가로 설명되는 바와 같이, 용융된 저탄소 강 (14) 은 매트릭스를 형성하도록 CC 입자들 (12) 과 캐스팅된다. 도 2 를 참조하면, CC 입자들 (12) 은 알루미나의 얇은 코팅 (16) 으로 코팅된다. 알루미나의 방지성 코팅은 바람직하게 CVD 코팅 기술로 도포되고 코팅 두께는 또 다른 경질 코팅, 예를 들면 TiN, (Ti,Al)N, TiC) 상에 도포된다면 매우 얇아야만 한다. CC 입자들은 약 1 내지 약 8 ㎛ 의 알루미나 코팅 두께를 갖는 것이 바람직하다. 코팅은 복수의 층들을 가질 수 있고 특히 CC 입자들은 Ni 의 결합상 함량을 갖고 알루미나 코팅을 가능하게 하도록, 예를 들면 TiN 의 예비층을 갖는 것이 중요하다. 다른 코팅 기술들, 예를 들면 마이크로파, 플라즈마, PVD 등이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
캐스팅 프로세스 중에, 알루미나 코팅 (16) 은 강이 CC 와 반응하는 것을 방지할 것이고 CC 의 용해는 알루미나 코팅이 "누출" 을 제공하는 구멍을 갖는 CC 입자들의 부품들에 대해 제한된다. 강의 제어된 누출은 철 (Fe) 및 강으로부터 다른 합금 원소들, 예를 들면 Cr 의 함량을 갖는 결합상의 합금으로 CC 입자들 주위에서 표면 영역 (18) 을 생성한다. 입자의 코너에 도시된 중간 반응 영역 (20) 은 알루미나 코팅에서의 구멍들이 발견되는 강에서의 부품들에 대해 제한된다. 강과 CC 입자들 사이의 체적 팽창률에서의 차이는 CC 입자 주위에서 바람직한 압축 응력들을 제공한다. CC 입자의 외부 영역에서 결합상의 합금은 또한 CC 입자의 "코어" 에 압축 응력들을 부여한다.
알루미나 코팅으로 인해, CC 의 용해는 제어되고 표면 영역 (18) 은 알루미나 코팅이 구멍들을 갖는 강과 CC 사이에 형성된다. 표면 영역은 취성의 경질 상들 (에타 (eta)-상/M6C 카바이드들, M=W, Co, Fe 및 W-합금들의 덴드라이트들 (dendrites)) 의 함량을 유지하고 마모 부품의 내마모성에 대해 유리하지 못하다. 알루미나 코팅에서 구멍이 발생하는 CC 입자들의 약 0.1 내지 약 0.3 ㎜ 의 두께 영역의 표면 영역 (18) 에서 CC 의 작은 일부만이 용해된다. 어떠한 관찰된 전이 "영역" 도 알루미나 코팅과 강 사이에 발견될 수 없었다.
본 발명의 마모 부품은 공지된 캐스팅 기술들에 의해 형성될 수 있다. CC 입자들은 부품의 원하는 형상에 상응하는 몰드 내에 위치될 수 있다. CC 입자들은 바람직하게 최종 마모 부품의 표면에 존재하도록 몰드 내에 위치된다. 이러한 위치에서 CC 입자들은 공기에 노출된다. 그 후에 용융된 저탄소 강 합금은 합금 및 입자들의 매트릭스를 형성하도록 몰드로 이송된다. 매트릭스의 캐스팅은 약 1550 내지 약 1600 ℃ 로 가열된다. 캐스팅 후에 그것은 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이 담금질, 어닐링 및 템퍼링을 거칠 수 있다.
도 3 을 참조하면, 본체 (10) 를 갖는 마모 부품 (22) 은 그 안에 위치된 다수의 CC 인서트들 (24) 을 포함할 수 있다. 인서트들 (24) 은 상기 설명된 바와 같이 저탄소 강 합금으로 캐스팅된 초경합금 입자들로 형성된다. 저탄소 강 합금은 약 0.1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 당량 Ceq=wt%C+0.3(wt%Si+wt%P) 에 상응하는 탄소 함량을 갖는다.
인서트들 (24) 은 산화를 방지하도록 코팅 (26) 을 포함한다. 코팅 (26) 은 알루미나, 예를 들면 Al2O3 로 제조되고, 상기 설명된 바와 같이 강과 CC 입자들 사이에 결합에 손상을 주지않고 강과 반응한다.
CC 인서트들은 마모 부품의 표면에 노출되어야 한다. 따라서, 입자들의 형상은 강 매트릭스에 양호한 결합 및 큰 마모 평면 면적을 유지하는 것이 중요하다. 인서트들의 두께는 약 5 내지 약 15 ㎜ 가 되어야 한다.
상기 설명된 바와 같이, 캐스팅 프로세스 중에 알루미나 코팅 (26) 은 강이 CC 와 반응하는 것을 방지할 것이고 CC 의 용해는 알루미나 코팅이 "누출" 을 제공하는 구멍을 갖는 CC 인서트들의 부품들에 대해 제한된다. 알루미나의 방지성 코팅은 바람직하게 CVD 코팅 기술로 도포되고 코팅 두께는 또 다른 경질 코팅, 예를 들면 TiN, (Ti,Al)N, TiC) 상에 도포된다면 매우 얇아야만 한다. CC 인서트들은 약 1 내지 약 8 ㎛ 의 알루미나 코팅 두께를 갖는 것이 바람직하다. 코팅은 복수의 층들을 가질 수 있고 특히 CC 인서트들은 Ni 의 결합상 함량을 갖고 알루미나 코팅을 가능하게 하도록, 예를 들면 TiN 의 예비층을 갖는 것이 중요하다. 코팅은 플라즈마, 마이크로파, PVD 등과 같은 CVD 코팅 기술 또는 다른 코팅 기술들을 통해 도포될 수 있다.
실시형태의 마모 부품은 공지된 캐스팅 기술들에 의해 형성될 수 있다. 코팅된 CC 인서트들은 부품의 원하는 형상에 상응하는 몰드 내에 위치될 수 있다. CC 본체들은 최종 마모 부품의 표면에 존재하도록 몰드에 위치될 수 있다. 이러한 위치에서 CC 인서트들은 공기에 노출된다. 그 후에 용융된 저탄소 강 합금은 합금 및 입자들의 매트릭스를 형성하도록 몰드로 이송된다. 매트릭스의 캐스팅은 약 1550 내지 약 1600 ℃ 로 가열된다. 캐스팅 후에 그것은 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이 담금질, 어닐링 및 템퍼링을 거친다.
알루미나 코팅의 표면 산화 방지로 인해, CC-인서트들은 몰드의 표면에 직접 고정될 수 있고, 즉 입자들/인서트들을 완전히 덮도록 용융된 강에 대한 필요없이 나사, 네트, 네일 등으로 고정될 수 있다. 이러한 기술은 예를 들면, 강 본체에 피팅된 버튼들 또는 CC 인서트들을 갖는 드릴 비트를 직접 형성하는 것을 가능하게 한다. 담금질, 어닐링 및 템퍼링을 갖는 캐스팅 프로세스는 CC 인서트들의 알루미나 코팅으로 인해 CC 가 마모 부품에서 보다 오랫동안 존속한다는 것을 보여준다.
실시예 1
본 발명에 따른 탬핑 (tamping) 공구들은 슬립 캐스팅에 의해 전체 공구를 캐스팅함으로써 제조되었다. 완성된 탬핑 공구는 28 ㎜ 의 측 길이 및 7 ㎜ 의 두께를 갖는 정사각형 타입 초경합금 인서트들에 의해 덮혀진 마모 패들 및 강 샤프트를 갖는다. 8 wt% Co 의 조성을 갖고 나머지가 1 ㎛ 의 그레인 사이즈를 갖는 WC 인 초경합금의 인서트들은 종래의 분말 야금 기술에 의해 준비되었다. 탄소 함량은 5.55 wt% 이었다. 소결된 초경합금 인서트들은 920 ℃ 로 CVD-반응기에서 알루미나-코팅되었다. CVD-프로세스 후에 인서트들은 4 ㎛ 의 두께를 갖는 블랙 알루미나 코팅에 의해 완전히 덮혀졌다.
인서트들은 탬핑 공구의 제작을 위해 몰드 내에 네일들로 고정되었다. 0.26% C, 1.5% Si, 1.2% Mn, 1.4% Cr, 0.5% Ni, 및 0.2% Mo 의 조성을 갖는 타입 CNM85 의 강이 용융되었고 상기 용융물은 1565℃ 의 온도로 몰드들 내에 주입되었다. 공기 냉각 후에, 날들 (teeth) 은 950℃ 에서 불림 (normalized) 되었고 1000℃ 에서 담금질되었다. 250 ℃ 에서의 어닐링은 그 최종 형상으로 공구를 블래스팅 및 그라인딩하기 전에 마지막 열 처리 단계였다. 완성된 공구들에서 강의 경도는 45 내지 55 HRC 였다.
실시예 2
특히 암반 밀링을 위한 목적인 제 2 실험에서, 인서트 타입 암반 밀링 커터들은 하나의 반가공된 부품 내에 캐스팅되었다. 각각의 밀링 커터는 12 wt% Co 의 결합상 함량을 갖는 초경합금의 네개의 절삭 인서트들을 구비했다. 나머지는 4 ㎛ 의 그레인 사이즈를 갖는 WC 였다. 제작 방법은 타입 CNM85 의 강 본체를 갖는 상기 실시예 1 과 동일하였다. 캐스팅 절차 전에 초경합금 인서트들은 실시예 1 에 따라 CVD 반응기에서 알루미나-코팅되었다. 인서트들은 캐스팅 절차 전에 몰드 내에서 직접 압입되었다. 캐스팅 후에 샤프트는 암반 밀링 커터의 완성된 치수로 그라인딩되었다.
실시예 3
점 타격 공구들과 같은 특히 암반 밀링 공구들을 위한 목적인 제 3 실험에서, 6 wt% Co 의 결합상 함량을 갖고 나머지가 8 ㎛ 사이의 그레인 사이즈를 갖는 WC 인 알루미나-코팅된 초경합금 버튼이 캐스팅되었다. 제작 루트는 반가공된 부품을 형성하도록 강 타입 CNM85 의 강의 캐스팅 절차를 갖는 실시예 1 과 동일하였다. 피팅 부분은 점 타격 공구의 완성된 형상으로 그라인딩되었다.
본 개시에 따라 제작된 마모 부품들은 캐스팅 테스트되었다. 도 4 는 1565℃ 에서 캐스팅, 담금질, 어닐링, 템퍼링 및 블래스팅 후에 본 발명에 따라 제조되고 CC 인서트들 (24') 을 갖는 고강도의 강의 캐스트 (28) 가 도시된다. 인서트들은 나사들로 몰드에 직접 피팅되었다.
카바이드 견본들은 산화 없이 양호한 웨팅을 보인다. 도 4 는 CC 인서트들 (24') 이 캐스팅 프로세스에서 존속될 뿐만 아니라, CC 인서트들의 형상이 캐스팅 후에도 유지된다는 것을 추가로 보여준다. 우측 인서트에서 구멍 (29) 은 캐스팅 작업 중에 산화로부터 존속하지 못한 나사로부터 기인된다. 테스트는 저탄소 강의 표면에 CC-인서트를 적용하는 것이 가능하다는 것을 보여준다. 결과들은 본 발명에 따른 내마모성의 강 합금 및 고강도를 갖는 초경합금 마모 부품이 높은 신뢰성을 갖고 마모 성능과 함께 강도가 강 원자재 제품보다 10 배보다 높게 증가한다는 것을 보여준다.
도 5a 및 도 5b 를 참조하면, 두개의 상이한 부품들이 테스트되었다: 알루미나 코팅된 견본 (도 5a) 및 TiN 견본 (도 5b). 6% 코발트+WC 를 유지하는 CC 등급의 동일한 타입의 견본들은 산화 테스트를 위해 두개의 타입들의 경질 코팅들로 완전히 코팅되었다. 코팅은 인서트들의 양쪽 변형예들에 대해 CVD-반응기에서 유지되었다. 양쪽 타입들의 인서트들은 산화 테스트 전에 완전히 코팅되었다.
920℃ 에서 5 시간으로부터의 산화 결과들은 알루미나-코팅된 CC 견본 (도 5a) 이 임의의 산화를 보이지 않는다는 것을 나타낸다. 그러나, TiN-코팅된 견본은 산화를 보인다. 따라서, 캐스팅 결과는 알루미나-코팅된 카바이드 기질 주위에 강의 양호한 웨팅을 나타낸다.
저탄소 강과 CC-입자들/본체들 사이에 화합물은 CC 입자들/본체들의 높은 산화/화학적 저항으로 인해 유지된다는 것이 이해되어야만 한다. 높은 화학적 저항은 CC-본체들/입자들 상에 알루미나 코팅을 제공함으로써 유지된다. 알루미나 코팅은 바람직하게 CVD-코팅 기술에 의해 유지된다. 코팅은 또한 다른 기술들, 예를 들면 유동 층에서 PVD 로 도포될 수 있다.
본 발명은 그 특정 실시형태과 관련하여 설명되었지만, 많은 다른 변경예들 및 변형예들 및 다른 사용예들이 본 기술 분야에서 숙련된 자들에게는 명백할 것이다. 본 발명은 본원에서 특정 개시에 의해 제한되지 않고 첨부된 청구항들에 의해서만 제한되는 것이 바람직하다.

Claims (33)

  1. 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품으로서,
    저탄소 강 합금으로 캐스팅된 초경합금 입자들로 구성되는 본체를 포함하고,
    상기 저탄소 강 합금은 약 0.1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 당량 Ceq=wt%C+0.3(wt%Si+wt%P) 에 상응하는 탄소 함량을 갖는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 상기 초경합금 입자들은 매트릭스를 형성하도록 캐스팅 중에 상기 저탄소 강에 의해 캡슐화되는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들은 상기 초경합금 입자들 상에서의 상기 저탄소 강 합금의 최대 웨팅 (wetting) 을 위해 상기 저탄소 강 합금과 상기 초경합금 입자들 사이에서 열 용량 및 열 전도성의 밸런스를 촉진시키는 그래뉼 사이즈를 갖는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들의 체적은 약 0.3 내지 약 20 ㎤ 인, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들 상에 배치된 적어도 하나의 산화 방지 코팅을 추가로 포함하는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 코팅은 알루미나인, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들은 약 1 내지 약 8 ㎛ 의 알루미나 코팅 두께를 갖는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들 상에 다수의 코팅의 층들을 추가로 포함하는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들은 Ni 의 결합상 함량을 갖는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    알루미나 코팅 아래에서 상기 초경합금 입자들 상에 코팅된 TiN 의 예비층 (pre-layer) 을 추가로 포함하는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들은 상기 마모 부품의 표면에 노출되는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들은 약 5 내지 약 15 ㎜ 의 두께를 갖는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  13. 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    대량의 초경합금 입자들을 제공하는 단계,
    상기 초경합금 입자들을 몰드 내에 위치시키는 단계,
    용융된 저탄소 강 합금을 상기 몰드 내에 이송하는 단계로서, 상기 저탄소 강 합금은 약 1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 함량을 갖는, 상기 이송하는 단계, 및
    초경합금 입자들과 저탄소 강 합금의 매트릭스를 캐스팅하도록 상기 용융된 저탄소 강 합금으로 상기 초경합금 입자들을 캡슐화하는 단계를 포함하는, 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    산화 감소 재료의 적어도 하나의 층으로 상기 초경합금 입자들을 코팅하는 단계를 추가로 포함하는, 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들을 코팅하는 단계는 알루미나의 층을 도포하는 것을 포함하는, 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들을 코팅하는 단계는 약 1 내지 약 8 ㎛ 의 알루미나 코팅 두께를 상기 초경합금 입자들에 도포하는 것을 포함하는, 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 코팅의 층들을 상기 초경합금 입자들 상에 도포하는 단계를 추가로 포함하는, 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법.
  18. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 마모 부품.
  19. 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품으로서,
    본체, 및
    상기 본체에 배치된 저탄소 강 합금으로 캐스팅된 초경합금 입자들의 다수의 인서트들을 포함하고,
    상기 저탄소 강 합금은 약 0.1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 당량 Ceq=wt%C+0.3(wt%Si+wt%P) 에 상응하는 탄소 함량을 갖는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 본체의 상기 초경합금 입자들은 매트릭스를 형성하도록 캐스팅 중에 상기 저탄소 강에 의해 캡슐화되는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들은 상기 초경합금 입자들 상에서의 상기 강 합금의 최대 웨팅을 위해 상기 저탄소 강 합금과 상기 초경합금 입자들 사이에서 열 용량 및 열 전도성의 밸런스를 촉진시키는 그래뉼 사이즈를 갖는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 입자들의 체적은 약 0.3 내지 약 20 ㎤ 인, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 인서트들의 각각에 배치된 적어도 하나의 산화 감소 코팅을 추가로 포함하는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  24. 제 19 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 코팅은 알루미나인, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  25. 제 19 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 인서트들의 각각은 약 1 내지 약 8 ㎛ 의 알루미나 코팅 두께를 갖는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  26. 제 19 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 인서트들의 각각에 다수의 코팅의 층들을 추가로 포함하는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  27. 제 19 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 인서트들은 상기 마모 부품의 표면에 노출되는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  28. 제 19 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인서트들은 약 5 내지 약 15 ㎜ 의 두께를 갖는, 높은 내마모성 및 강도를 갖는 마모 부품.
  29. 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법으로서,
    다수의 초경합금 인서트들을 형성하는 단계로서, 상기 다수의 초경합금 인서트들은 초경합금 입자들과 저탄소 강 합금의 매트릭스를 캐스팅하도록 용융된 저탄소 강 합금에 의해 초경합금 입자들을 캡슐화함으로써 형성되고, 상기 저탄소 강 합금은 약 1 내지 약 1.5 중량 % 의 탄소 함량을 갖는, 상기 형성하는 단계,
    산화 방지 재료의 적어도 하나의 층으로 상기 다수의 초경합금 인서트들의 각각을 코팅하는 단계,
    상기 마모 부품의 형상에 상응하는 몰드 상에 상기 다수의 인서트들을 직접 고정하는 단계, 및
    상기 저탄소 강 합금과 상기 초경합금 인서트들을 캐스팅하도록 상기 용융된 저탄소 강 합금으로 상기 초경합금 인서트들을 캡슐화하는 단계를 포함하는, 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 초경합금 인서트들의 각각을 코팅하는 단계는 알루미나의 코팅을 도포하는 것을 포함하는, 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법.
  31. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
    상기 초경합금 인서트들의 각각을 코팅하는 단계는 상기 초경합금 인서트들에 약 1 내지 약 8 ㎛ 의 알루미나 코팅 두께를 도포하는 것을 포함하는, 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법.
  32. 제 29 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초경합금 인서트들 상에 다수의 코팅의 층들을 도포하는 단계를 추가로 포함하는, 높은 내마모성의, 고강도의 마모 부품을 형성하는 방법.
  33. 제 29 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 마모 부품.
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