KR20170000803A

KR20170000803A - 철계 소결 합금 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20170000803A
Application number: KR1020160079244A
Authority: KR
Inventors: 와타나베 유스케; 쿠사다 카케루; 마키다 테츠오; 사와무라 유헤이
Original assignee: 더 재팬 스틸 워크스 엘티디
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-01-03
Also published as: JP6619957B2; CN106282813A; EP3109333A2; US20160376687A1; JP2017008393A; EP3109333B1; EP3109333A3; US20200332403A1; CN106282813B; KR102448644B1; US11891682B2; US10745786B2

Abstract

쌍으로 이루어진 슬라이딩 부품에 사용되고, Ti: 18.4 내지 24.6%, Mo: 2.8 내지 6.6%, C: 4.7 내지 7.0%, Cr: 7.5 내지 10.0%, Ni: 4.5 내지 6.5%, Co: 1.5 내지 4.5%, Al: 0.6 내지 1.0%의 질량%, 그 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성물을 갖는, 철계 소결 합금의 제조 방법이 제공되며, 상기 합금은 경질 입자가 매트릭스로 아일랜드 형상으로 분산되어 있는 구조를 가지고, 경질 입자의 면적비를 일정하게 유지하면서 경질 입자의 최대 원 평균 직경이 40 내지 10 ㎛의 미리결정된 값으로 조절되도록, 상기 방법이 수행된다.

Description

철계 소결 합금 및 그 제조 방법 {IRON-BASED SINTERED ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 수지 압출기의 펠리타이저(pelletizer)를 위한 다이 재료와 커터 블레이드 재료로서 쌍으로 적절히 사용되는 철계 소결 합금 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

수지 압출기의 펠리타이저를 위한 커터 블레이드 등은 부식 환경 하에서 심하게 마모되기 때문에 우수한 내식성과 내마모성이 요구된다. 또한, 수지 압출기의 펠리타이저를 위한 커터 블레이드 등에 사용되는 공구 재료는 바람직하게는 우수한 내식성과 내마모성뿐만 아니라 상기 재료를 커터 블레이드 등으로 가공하기 위한 가공성이 요구된다.

이러한 요구에 따라서, 예를 들어, JP-A-H11-92870는 적정량의 탄화물을 고강도 스테인리스 스틸에 분산시킴으로써 얻어질 수 있는 가공 가능하고, 소정 레벨의 경도와 우수한 내마모성을 가지며, 내식성이 우수한 재료를 제안하고 있다. 즉, Ti와 Mo의 탄화물이 매트릭스로 분산되어 있는 고내식성의 탄화물-분산형 재료가 제안되어 있고, 상기 탄화물-분산형 재료는 탄화물로서 Ti; 18.3 내지 24%, Mo; 2.8 내지 6.6%, C; 4.7 내지 7%의 중량비, 매트릭스로서 Cr; 7.5 내지 10%, Ni; 4.5 내지 6.5%, Co; 1.5 내지 4.5%, 및 Al, Ti 및 Nb 중 하나 또는 그 이상; 0.6 내지 1%의 중량비, 그 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 함유한다.

더욱이, JP-A-2000-256799는 Ti와 Mo의 탄화물이 매트릭스로 분산되어 있는 고내식성의 탄화물-분산형 재료가 제안되어 있고, 상기 탄화물-분산형 재료는 탄화물로서 Ti; 18.3 내지 24%, Mo; 2.8 내지 6.6%, C; 4.7 내지 7%의 중량비, 매트릭스로서 Cr; 7.5 내지 10%, Ni; 4.5 내지 6.5%, Cu; 1 내지 4.5%, Co; 0 내지 4.5%, 및 Al, Ti, 및 Nb 중 하나 또는 그 이상; 0.6 내지 1%의 중량비, 그 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 함유한다. 예시에 따르면, 고내식성의 탄화물-분산형 재료는 소결 후 경도가 46.0 내지 49.8 HRC이고, 가공 가능하며, 시효 처리 후 경도가 58.0 내지 63.5 HRC이고 굽힘 강도가 126 내지 155 kgf/mm²이다.

그런데, 수지 압출기에 사용되는 수지 재료들은 여러 가지 재료가 있고 그 적용 범위가 광범위해져서, 펠리타이저를 위한 커터 블레이드 등에 사용되는 공구 재료가 고내식성, 높은 내마모성, 높은 가공성 또는 높은 기계적 강도를 가질 것이 요구된다. JP-A-H11-92870 및 JP-A-2000-256799에 제안된 고내식성의 탄화물-분산형 재료들은 이러한 요구 조건들을 제대로 충분하게 처리할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명의 예시적인 양태는 수지 압출기의 적용 타겟에 따라 현저하게 우수한 내식성, 내마모성, 가공성, 또는 기계적 강도의 특징들을 갖는 철계 소결 합금을 제공한다. 철계 소결 합금은 수지 압출기의 펠리타이저를 위한 다이와 커터 블레이드 재료들로써 쌍으로 적절하게 사용될 수 있다.

예시적인 제1 양태에 따르면, 쌍으로 이루어진 슬라이딩 부품에 사용되는 철계 소결 합금의 제조 방법이 제공될 수 있고, 상기 철계 소결 합금은 Ti: 18.4 내지 24.6%, Mo: 2.8 내지 6.6%, C: 4.7 내지 7.0%, Cr: 7.5 내지 10.0%, Ni: 4.5 내지 6.5%, Co: 1.5 내지 4.5%, Al: 0.6 내지 1.0%의 질량%, 그 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성물을 가지고, 상기 합금은 경질 입자가 매트릭스로 아일랜드 형상(island shape)으로 분산되어 있는 구조를 가지고, 상기 방법은 경질 입자의 면적비를 일정하게 유지하면서 경질 입자의 최대 원 평균 직경(a maximum circle equivalent diameter)을 40㎛ 내지 10 ㎛의 미리 설정된 값으로 조절하는 단계를 포함한다.

경질 입자의 면적비는 38% 내지 41%일 수 있고, 경질 입자의 면적비의 표준 편차는 2.5 내지 3.5일 수 있다. 경질 입자를 형성하는 Ti, Mo 및 C는 TiC 분말 및 Mo 분말로서 공급될 수 있다.

쌍으로 사용된 부품들은 다이와 커터 블레이드로서 사용되는 부품들일 수 있다.

예시적인 제2 양태에 따르면, 수지 압출기의 펠리타이저를 위한 다이와 커터 블레이드에 사용되는 철계 소결 합금이 제공될 수 있고, 상기 철계 소결 합금은 Ti: 18.4 내지 24.6%, Mo: 2.8 내지 6.6%, C: 4.7 내지 7.0%, Cr: 7.5 내지 10.0%, Ni: 4.5 내지 6.5%, Co: 1.5 내지 4.5%, Al: 0.6 내지 1.0%의 질량%, 그 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성물을 가지며, 철계 소결 합금은 경질 입자가 매트릭스로 아일랜드 형상으로 분산되어 있는 구조를 가지며, 다이와 커터 블레이드를 시뮬레이팅(simulating)하는 커터 블레이드-온-디스크(cutter blade-on-disk) 방법에 의한 수중 마찰 시험에서, 순응 단계를 거친 후의 마찰계수는 0.1 이하이다.

예시적인 제3 양태에 따르면, 쌍으로 이루어진 슬라이딩 부품에 철계 소결 합금이 제공될 수 있고, 상기 철계 소결 합금은 Ti: 18.4 내지 24.6%, Mo: 2.8 내지 6.6%, C: 4.7 내지 7.0%, Cr: 7.5 내지 10.0%, Ni: 4.5 내지 6.5%, Co: 1.5 내지 4.5%, Al: 0.6 내지 1.0%의 질량%, 그 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성물을 가지고, 상기 합금은 경질 입자가 매트릭스로 아일랜드 형상으로 분산되어 있는 구조를 가지고, 경질 입자의 면적비는 일정 범위 내에 있고, 경질 입자의 최대 원 평균 직경은 미리 설정된 값이 40 ㎛ 내지 10 ㎛이다.

예시적인 제4 양태에 따르면, 예시적인 제3 양태에 따른 철계 소결 합금의 제조 방법이 제공될 수 있고, 상기 방법은 TiC, Mo, Ni, Cr, Co, Al 및 Fe을 포함하는 재료 분말들을 혼합함으로써 컴팩트(compact)를 형성하는 단계, 상기 혼합물을 냉간 등방압 성형 방법(cold isostatic pressing method)을 거치게 하고; 그리고 형성된 컴팩트를 진공 소결, 액처리(solution treatment) 및 시효 처리를 거치게 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 철계 소결 합금은 내식성, 내마모성, 가공성, 또는 기계적 강도가 현저하게 우수한 특징을 가지고, 소결 후 비교적 낮은 경도를 가지며, 시효 처리 후 높은 굽힘 강도를 가진다. 특히 수지 압출기에 제공되는 펠리타이저의 다이와 커터 블레이드로 합금이 가공되고, 그들이 쌍으로 사용되는 경우에 본 발명에 따른 철계 소결 합금은 높은 내마모성을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 철계 소결 합금의 SEM 사진이고;
도 2는 비교예의 재료의 SEM 사진이고;
도 3은 본 발명에 따른 철계 소결 합금의 소결 후 최대 원 평균 직경, 면적비 및 로크웰(Rockwell) 경도를 도시한 그래프이고;
도 4는 도 3에 도시한 최대 원 평균 직경과 면적비의 표준 편차를 도시한 그래프이고;
도 5a 내지 도 5c는 마모 시험을 위한 시편 형상 및 그것이 끼워진 마모 시험 기계 부분을 도시하는 개략도이고;
도 6은 마모 시험 후 커터 블레이드의 마모량를 도시하는 그래프이고; 그리고
도 7a와 도 7b는 마모 시험 중에 마찰계수의 변화 상태를 도시하는 그래프이다.

첨부하는 도면을 참고로 해서 예시적인 실시예가 기재될 것이다. 도 1은 본 발명에 따른 철계 소결 합금의 구조를 도시하는 주사전자현미경((a scanning electron microscope)(SEM)) 사진이다. 도 2는 펠리타이저를 위한 커터 블레이드, 펀칭 다이의 펀치 등에 광범위하게 사용되는 상업적으로 시판가능한 탄화물-분산형 철계 소결 합금 재료(비교예의 재료)의 구조를 도시한 SEM 사진이다. 도 1 및 도 2에서, 매트릭스로 아일랜드 형상으로 흩어져 있는 흑색 부분은 탄화티타늄, 탄화몰리브덴, 또는 티타늄과 몰리브덴의 복합 탄화물이고, 높은 경도를 갖는 입자(경질 입자) 부분이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 철계 소결 합금은 경질 입자가 미세하고 비교적 균일한 형상을 가지고, 전체 매트릭스에 대해 균일하게 분산되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 철계 소결 합금은 습식 볼밀에서 소정의 분말(예를 들어, 소정의 분말은 23 내지 30.8의 질량%의 TiC 분말, 2.8 내지 6.6의 질량%의 Mo 분말, 4.5 내지 6.5의 질량%의 Ni 분말, 7.5 내지 10.0의 질량%의 Cr 분말, 1.5 내지 4.5의 질량%의 Co 분말, 0.6 내지 1.0의 질량%의 Al 분말 및 40.6 내지 60의 질량%의 Fe 분말)을 혼합함으로써 얻어지는 혼합 분말을 냉간 등방압 성형(CIP) 방법에 의해(예를 들어, 1,000 내지 4,000 kgf/cm²의 압력을 적용해서) 형성함으로써, 그리고 형성된 컴팩트(예를 들어, 직경이 50 내지 200 mm, 높이가 25 내지 60 mm인 원주 모양(columnar shape) 또는 길이가 55 내지 150 mm, 폭이 100 내지 275 mm, 및 높이가 45 내지 60mm인 장방형 모양(cuboid shape)을 구비함)를 소정 온도에서 진공 소결, 액처리 및 시효 처리를 거치게 함으로써 제조된다(예를 들어, 진공 소결은 4 내지 6 시간 동안 1,360 내지 1,400℃(바람직하게는 1,380 내지 1,400℃)의 소결 온도에서 수행되고, 액처리는 3 내지 8 시간 동안 800 내지 1,050℃의 온도에서 수행되며, 그리고 시효 처리는 4 내지 10 시간 동안 440 내지 530℃의 온도에서 수행된다). 도 3에 도시된 바와 같이, 철계 소결 합금은 매트릭스에 존재하는 경질 입자의 면적비를 일정하게 유지하면서 (변화되지 않으면서) 그 최대 원 평균 직경(투영 면적의 원 평균 직경)이 미리 설정된 값으로 조절되도록 제조될 수 있다는 것을 특징으로 한다. 도 3에서 수평축은 진공 소결에서의 소결 온도를 도시한 것이고, 수직축은 시효 처리를 수행한 후의 경질 입자의 최대 원 평균 직경(평균 직경) 또는 면적비 및 진공 소결 후의 로크웰 경도(경도)를 도시한 것이다. 또한, 도 3은 5개의 시편의 각 지점에서의 평균을 도시한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 1,360 내지 1,400℃의 소결 온도에서 경질 입자의 면적비(별표)는 38 내지 41%(약 40%)이고 일정하며, 최대 원 평균 직경(●)은 소결 온도에 반비례해서 감소한다. 소결 온도에서 존재할 수 있는 최대 직경의 경질 입자가 제공되는 바와 같이, 본 철계 소결 합금의 구조는 직경이 큰 경질 입자로부터 점진적인 감쇠를 통해서 형성된 구조처럼 관측된다. 이는 도 4에 도시한 경질 입자의 면적비와 최대 원 평균 직경의 편차(표준 편차)가 작다는 사실로부터도 이해된다. 도 4에서, 수평축은 소결 온도를 도시한 것이고 수직축은 경질 입자의 면적비와 최대 원 평균 직경의 표준 편차를 도시한 것이다. 도 4에 따르면, 1,360 내지 1,400℃의 소결 온도에서 면적비의 표준 편차는 약 2%(2.5 내지 3.5%)이며 일정하다. 1,360 내지 1,370℃의 소결 온도에서 최대 원 평균 직경에 대한 표준 편차는, 1,350 내지 1,400℃ 이내의 다른 소결 온도의 표준 편차와 비교했을 때 상대적으로 큰 12 내지 11 ㎛이고, 1,380 내지 1,400℃의 소결 온도에서는 작다. 1,380 내지 1,400℃의 소결 온도에서, 최대 원 평균 직경의 표준 편차는 6 내지 4 ㎛이고 매우 작다.

도 3 및 도 4에 따르면, 1,350℃ 또는 1,350 내지 1,360℃의 소결 온도에서 최대 원 평균 직경의 평균 및 표준 편차의 특이한 양상이 관측된다. 하기의 표 1은 각 소결 온도에서 최대 원 평균 직경의 평균, 표준 편차 및 편차 계수를 나타낸 것이다. 1,350 내지 1,400℃의 소결 온도에서는, 1,350℃의 소결 온도에서 편차 계수(표준 편차/평균)의 특이점이 관측된다. 이에 따르면, 소결 온도가 1,350℃인 경우는 1,360 내지 1,400℃의 소결 온도에서의 소결과 구조적으로 상이하다는 것으로 이해된다.

소결 온도 (℃)	평균 (㎛)	표준 편차 (㎛)	편차 계수
1,350	38.64	4.57	0.12
1,360	39.87	12.52	0.31
1,370	33.87	10.71	0.32
1,380	26.77	6.21	0.23
1,390	24.78	5.39	0.22
1,400	18.67	3.9	0.21

더욱이, 도 3에 따르면, 소결 온도가 1,350 내지 1,380℃의 범위일 때, 소결 후 본 철계 소결 합금의 로크웰 경도(▲)는 소결 온도에 비례해서 증가하고(31 내지 46 HRC), 소결 온도가 1,380℃를 초과할 때에는 경도가 일정한 값이 되거나 저하되는 것이 관측된다. 그러나 경도의 최대값은 1,380℃의 소결 온도에서 46 HRC이며, 따라서 철계 소결 합금은 충분한 가공성을 가진다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 철계 소결 합금을 제조하였다. 재료로부터 5개의 디스크와 커터 블레이드를 절단하였고, 커터 블레이드-온-디스크 방법에 의한 수중 마모 시험을 수행하였다. 도 5b 및 도 5c는 마모 시험에 사용한 디스크와 커터 블레이드의 형상을 각각 도시하고 있다. 도 5a와 같이, 회전 메커니즘, 가압 메커니즘, 및 온도 제어 메커니즘을 구비한 마모 시험 장치(예를 들어, 도 5a에 도시된 것은 상업적 모델명 "EFM-III-1010-ADX"의 개략도임)에 디스크와 커터 블레이드를 넣었고 마모 시험을 수행하였다. 디스크의 경도와 커터 블레이드의 경도는 시효 처리 후 모두 경도가 57 HRC였다. 5.2 m/sec의 주변 속도에서 5.8 kg/cm²의 접촉면 압력 하에서 마모 시험을 수행하였고, 시험 시간은 10시간이었다. 수조의 부피는 1.8L였고, 수온은 30℃였다. 또한, 비교예의 재료로부터 절단한 디스크와 커터 블레이드를 사용해서, 상기와 동일한 마모 시험을 수행하였다.

철계 소결 합금을 하기에 나타낸 바와 같이 제조하였다. 즉, 표 2에 나타낸 분말 중에서 컴파운딩(compounding) 분말을 볼밀에서 혼합하였고, 생성된 혼합 분말은 100 mm의 직경 및 50 mm의 높이를 갖는 원주 모양 형태로 형성되도록 φ100 X 50 mm의 공간을 갖는 고무 몰드에 채워졌다. 실링(sealing) 후, 1,500 kgf/cm²의 압력을 적용함으로써 CIP 방법에 의해 형성하였고, 생성한 컴팩트를 5시간 동안 1,380℃에서 진공 하에서 가열시켜서 진공 소결을 수행하였다. 그 후, 4시간 동안 850℃의 온도에서 액처리를 수행하였고, 6시간 동안 500℃의 온도에서 시효 처리를 수행하였다. 표 3은 제조한 철계 소결 합금(발명예)의 구조의 최대 원 평균 직경과 면적비를 나타낸 것이다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 발명예(본 철계 소결 합금)는 경질 입자의 최대 원 평균 직경이 약 16 ㎛이고, 크기는 비교예의 크기의 1/2 이하이고, 최대 원 평균 직경의 표준 편차는 약 2 ㎛이고, 이는 비교예의 표준 편차의 1/4 이하이다. 발명예는 경질 입자의 면적비가 40%이며, 이는 비교예의 면적비(43%)와 거의 동일하지만 면적비의 표준 편차가 1.2%이고, 이는 비교예의 표준 편차(4.5%)보다 상당히 작다. 즉, 발명예는 작은 경질 입자가 전체적으로 균일하게 분산되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 탄화물과 관련해서 TiC만 분말로서 제공되고, 다른 것들은 각각의 금속 분말, 예를 들어 Mo 분말로서 제공되는 것이 적절하다. TiC 분말로서, 입도가 1 내지 2 ㎛인 상업적으로 시판가능한 것을 사용하였다. 또한, 비교예의 재료에 대해, 표 2는 화학적 조성물을 나타낸 것이고, 표 3은 상기 구조물의 최대 원 평균 직경과 면적비를 나타낸 것이다.

	화학적 조성물 (질량%)
	TiC	Mo	Ni	Cr	Co	Al	Cu	Fe
발명예	27	5	5.7	8.8	2.9	0.7	-	49.9
비교예	30 내지 32	2 내지 4	3 내지 4.5	9 내지 10	3 내지 6.5	0 내지 1	0 내지 1	1 내지 2

	최대 원 평균 직경 (㎛)		면적비 (%)
	평균	표준 편차	평균	표준 편차
발명예	15.9	2.01	39.58	1.21
비교예	37.8	9.89	43.17	4.51

도 6은 10시간 후, 마모 시험에 의한 커터 블레이드의 마모량(wear weight)을 도시한 것이고, 도 7a와 도 7b는 마모 시험 중에 마찰계수의 변화 상태를 도시한 것이다. 도 6에 따르면, 발명예의 마모량은 비교예의 마모량의 1/5 이하이다. 도 7a에 따르면, 발명예의 마찰계수는 시험 시작부터 1시간까지는 점진적으로 증가하고(0.25 내지 0.50), 그 후에는 경미하게 감소하다가, 2.1 시간 후에는 급격하게 감소한 후, 4.2 시간까지 0.15 내지 0.45의 범위 내에서 변동하며, 4.2 시간 후에는 거의 0에 가깝다(0.05 이하). 예를 들어, 7.156 내지 7.167 시간 후에 마찰계수는 약 0.1158이 된다. 즉, 본 철계 소결 합금은 특정 순응 단계를 거친 후 수중의 마모 시험에서 마찰계수가 적어도 약 0.12 이하, 주로 0.1 이하, 구체적으로 거의 0에 가깝다. 다른 한편으로는, 도 7b와 같이 비교예의 마찰계수는 시험 시간 동안에 특정 범위 내에서 변동한다(0.3 내지 0.6).

Claims

쌍으로 이루어진 슬라이딩 부품에 사용되며, Ti: 18.4 내지 24.6%, Mo: 2.8 내지 6.6%, C: 4.7 내지 7.0%, Cr: 7.5 내지 10.0%, Ni: 4.5 내지 6.5%, Co: 1.5 내지 4.5%, Al: 0.6 내지 1.0%의 질량%, 그 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성물을 갖는, 철계 소결 합금 제조 방법으로서,
상기 합금은 경질 입자가 매트릭스로 아일랜드 형상으로 분산되어 있는 구조를 포함하고,
상기 방법은 경질 입자의 면적비를 일정하게 유지하면서 상기 경질 입자의 최대 원 평균 직경을 40 ㎛ 내지 10 ㎛의 미리 설정된 값으로 조절하는 단계를 포함하는, 철계 소결 합금 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 경질 입자의 면적비는 38% 내지 41%이고, 상기 경질 입자의 면적비의 표준 편차는 2.5 내지 3.5인, 철계 소결 합금 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 경질 입자를 형성하는 Ti, Mo 및 C는,
TiC 분말과 Mo 분말로서 공급되는 철계 소결 합금 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 경질 입자는,
TiC 분말을 구비하는 탄화물과 Mo 금속 분말을 포함하는 금속 분말로 형성되는 철계 소결 합금 제조 방법.
제 1항에 있어서,
쌍으로 사용된 부품들은 다이와 커터 블레이드로서 사용되는 부품인 철계 소결 합금 제조 방법.
수지 압출기의 펠리타이저를 위한 다이와 커터 블레이드에 사용되며, Ti: 18.4 내지 24.6%, Mo: 2.8 내지 6.6%, C: 4.7 내지 7.0%, Cr: 7.5 내지 10.0%, Ni: 4.5 내지 6.5%, Co: 1.5 내지 4.5%, Al: 0.6 내지 1.0%의 질량%, 그 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성물을 가지고, 상기 철계 소결 합금은 경질 입자가 매트릭스로 아일랜드 형상으로 분산되어 있는 구조를 갖는 철계 소결 합금으로서,
다이와 커터 블레이드를 시뮬레이팅하는 커터 블레이드-온-디스크 방법에 의한 수중 마찰 시험에서, 순응 단계를 거친 후의 마찰계수는 0.12 이하인 철계 소결 합금.
쌍으로 이루어진 슬라이딩 부품에 사용되며, Ti: 18.4 내지 24.6%, Mo: 2.8 내지 6.6%, C: 4.7 내지 7.0%, Cr: 7.5 내지 10.0%, Ni: 4.5 내지 6.5%, Co: 1.5 내지 4.5%, Al: 0.6 내지 1.0%의 질량%, 그 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성물을 갖는 철계 소결 합금으로서,
상기 합금은 경질 입자가 매트릭스로 아일랜드 형상으로 분산되어 있는 구조를 가지고, 상기 경질 입자의 면적비는 일정 범위 내에 있고, 상기 경질 입자의 최대 원 평균 직경은 미리 설정된 값인 40 ㎛ 내지 10 ㎛인 철계 소결 합금.
제7항에 있어서,
상기 경질 입자의 면적비는 38% 내지 41%이고,
상기 경질 입자의 면적비의 표준 편차는 2.5 내지 3.5인 철계 소결 합금.
제 7항에 있어서,
상기 경질 입자는 탄화티타늄, Mo 탄화물 또는 티타늄과 몰리브덴의 복합 탄화물로 형성되는 철계 소결 합금.
제 7항에 있어서,
상기 쌍으로 사용된 부품들은 다이와 커터 블레이드로서 사용되는 부품인 철계 소결 합금.
제 7항에 있어서,
다이와 커터 블레이드를 시뮬레이팅하는 커터 블레이드-온-디스크 방법에 의한 수중 마찰 시험에서, 순응 단계를 거친 후의 마찰계수는 0.12 이하인 철계 소결 합금.
제 7항에 있어서,
상기 최대 원 평균 직경의 표준 편차는 6 ㎛ 내지 4 ㎛인 철계 소결 합금.
철계 소결 합금의 제조 방법에 있어서,
TiC, Mo, Ni, Cr, Co, Al 및 Fe을 포함하는 재료 분말들을 혼합함으로써 컴팩트를 형성하는 단계,
상기 혼합물을 냉간 등방압 성형 방법을 거치는 단계; 및
상기 형성된 컴팩트를 진공 소결, 액처리, 및 시효 처리를 거치게 하는 단계;를 포함하며,
상기 철계 소결 합금은, 제7항의 철계 소결 합금을 포함하는 철계 소결 합금의 제조 방법.
제 13항에 있어서,
상기 진공 소결은,
상기 형성된 컴팩트를 1,380℃ 내지 1,400℃의 소결 온도에서 진공 하에서 가열하는 것을 포함하는 철계 소결 합금의 제조 방법.