KR940009337B1

KR940009337B1 - 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법

Info

Publication number: KR940009337B1
Application number: KR1019910700490A
Authority: KR
Inventors: 노부유끼 기따가와; 도시오 노무라
Original assignee: 스미또모 덴끼 고교 가부시끼가이샤; 나까하라 쯔네오
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1994-10-07
Also published as: EP0443048A1; JPH03177506A; CA2041668A1; DE69015150D1; EP0443048A4; WO1991004119A1; CA2041668C; EP0443048B1; TW225493B; DE69015150T2; KR920700819A

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법

[발명의 상세한 설명]

[기술 분야]

본 발명은 초경 합금 또는 서멧(cermet)합금의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 초경 합금 분말 또는 서멧 합금 분말을 사출 성형법에 의해 소정 형상으로 성형한 후 유기 바인더(binder)를 제거하여 소결하는 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법에 관한 것이다.

[배경 기술]

초경 합금이나 서멧 합금은 고융점 재료이다. 그 때문에, 초경 합금 소결체나 서멧 합금 소결체를 얻는 경우에는 종래부터 분말 원료를 프레스 성형 또는 CIP 성형한 후에 소결하는 분말 야금법이 채용되고 있다. 그러나, 이 방법에서는 제조가능한 형상에 제약이 많다. 복잡한 최종 형상을 얻기 위해서는 소결후에 다이아몬드 지석에 의해 소결체의 연삭을 행하는 것이 필요하며, 상당한 비용상승을 초래하고 있었다.

플라스틱을 사출 성형법에 의해 성형하는 것이 널리 알려져 있다. 일본 특허공고 제87-33282호 공보에는 금속 분말 또는 세라믹스 분말을 유기 바인더와 혼련하고, 이를 사출 성형에 의해 복잡한 형상의 물품으로 성형하는 방법이 기재되어 있다.

그러나, 초경 합금이나 서멧 합금에 분말 사출 성형 기술을 적용한 경우에는, 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 초경 합금 분말이나 서멧 합금 분말은 그 입경이 약 1㎛로 미세 분말이다. 또, 이러한 합금은 그 비중이 크다. 또, 합금중의 탄소 농도의 허용량이 작다. 이와같은 초경 합금이나 서멧 합금의 재질적 성질때문에, 탈 바인더 처리중에 변형이나 결함이 생기기 쉽다. 게다가, 유기 바인더의 분해에 의한 잔류 탄소의 영향에 의해 양질의 합금이 얻어지지 않는다. 이와같은 문제를 피하기 위해서는, 매우 장시간의 탈 바인더 처리를 행하는 것이 필요해진다. 이상과 같은 문제점이 존재하기 때문에, 초경 합금 및 서멧 합금에 대한 사출 성형은 아직까지 거의 실용화되고 있지 않다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 사출 성형법에 의해 효율좋게 초경 합금 분말 또는 서멧 합금 분말을 성형하고, 그후에 탈 바인더 처리 및 소결 처리를 거쳐 고품질의 초경 합금 또는 서멧 합금을 얻을 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 탈 바인더 처리시에 성형체의 변형이나 결함을 생기게 하지 않는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 탈 바인더 처리를 단시간에 행할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서 전제로 되어야할 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법은 초경 합금 분말 또는 서멧 합금 분말을 유기 바인더와 혼합·혼련하는 공정과, 이 혼합 분말을 사출 성형법에 의해 소정 형상으로 성형하는 공정과, 그후 이 성형체로부터 유기 바인더를 제거하여 소결하는 공정을 구비하고 있다. 이와같은 방법에 있어서, 본 발명은 유기 바인더의 제거를 제1제거 공정으로 하여 우선 불활성 가스 분위기 중에서 행하고, 이어서 제2제거 공정으로서 1Torr 이하의 진공중에서 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하나의 국면에서는, 유기 바인더는 저온에서 제거가능한 그룹과 고온에서 제거되는 그룹으로 구분되는 복수 종류의 바인더를 포함한다. 유기 바인더중의 각 바인더의 조성은 유기 바인더만의 불활성 가스 대기압 가열 감량 테스트(TG)에 있어서, 저온 제거 그룹이 전체의 30% 감량한 때 고온 제거 그룹의 감량률이 5% 이내가 되는 조건을 만족하도록 선택되어 있다. 적합하게는 저온 제거 그룹에 속하는 바인더의 유기 바인더 전체에 점유하는 비율은 30% 이상 90% 이하가 된다.

본 발명의 다른 국면에서는, 제1제거 공정으로부터 제2제거 공정으로 이행하는 온도는 다음과 같은 조건을 만족하도록 선택되어 있다. 그 조건으로는 저온 제거 그룹에 속하는 바인더의 제거된 양이 유기 바인더 전체에 대하여 30% 이상이 되며, 또 고온 제거 그룹에 속하는 바인더의 잔류 비율이 유기 바인더 전체에 대해 5% 이상인 조건이다. 저온 제거 그룹의 주성분이 되는 바인더로서는 친수성 극성기를 갖는 융점 80℃ 이하의 왁스류가 바람직하다.

상술한 바와같은 방법에 의해 성형체중의 유기 바인더를 제거한 후에, 이어서 소결 처리를 실시하게 해도 좋다. 혹은 유기 바인더를 제거한 후에 한번 냉각하고, 그 후에 소결해도 좋다.

사출 성형체는 분말과 바인더로 구성되어 있으며, 공극은 거의 없다. 이 상태에서 성형체를 승온하면, 우선 바인더의 팽창에 의해 바인더가 유출되고, 다음에 표면으로부터의 증발에 의해 탈 바인더가 진행된다. 이와같은 과정에 의해 30%의 탈 바인더가 진행하면, 성형체 내부에 표면까지 연통하고 있는 미세 구멍이 형성된다. 성형체의 내부에 발생된 가스는 이 미세 구멍을 통하여 제거되고, 탈 바인더가 더욱 진행한다. 그러나, 탈 바인더가 30% 미만인 상태에서 성형체 내부에 가스가 발생하는 경우에는, 성형체에 균열이나 팽창이 발생해 버린다. 이와 같은 성형체의 균열이나 팽창을 생기게 하지 않기 위해서는 탈 바인더가 30%에 도달할 때까지는 완만한 승온 속도로 성형체 내부에서의 가스 발생을 억제해야 한다. 그 때문에 탈 바인더 처리는 장시간을 필요로 한다. 바인더로서는 가소제로서의 왁스류와 결합제로서의 고분자 수지류가 필요해진다. 왁스류는 저온에서 분해하지 않고 증발하므로 탈 바인더를 비교적 용이하게 행할 수 있다. 한편, 고분자 수지류는 분해에 의해 다량의 가스를 발생하므로 탈 바인더의 초기에 있어서 성형체에 결함을 생기게 하기 쉽다.

본원 발명자는 상술한 바와같은 점에 착안하여 본 발명을 이루게 된 것이다. 구체적으로는 왁스류가 전체의 30% 이상 제거되는 온도에 도달해도 분해를 개시하지 않는 고분자 수지를 선택하고, 이 고분자 수지와 왁스류를 혼합한다. 탈 바인더 처리의 초기 상태에 있어서는, 왁스류만의 증발에 의해 30% 이상의 탈 바인더를 진행시키고, 성형체 내부에 연속한 미세 구멍을 형성한다. 미세 구멍이 형성된 후에 고분자 수지의 분해가 개시되게 한다.

저온 제거 그룹의 주성분 왁스로서, 헥스트 왁스, 칼나우바 왁스, 몬탄 왁스 오조케라이트 왁스, 오우리퀴리 왁스, 칸드리라 왁스, 비왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스 등을 들 수 있다. 고온 제거 그룹의 바인더로서는 저밀도 폴리에틸렌, 저분자량 폴리에틸렌, 에틸렌 초산비닐, 폴리프로필렌, 아크릴 수지등을 들 수 있다.

탈 바인더 처리의 초기 상태에서는, 분위기 압력을 대기압 이상으로 유지함으로써 성형체에 결함이 생기는 것을 방지한다. 성형체 내부에 연속적인 미세 구멍이 형성된 후에는 분위기 압력을 감압 상태로 하거나, 진공에 가까운 상태로 함으로써 가스 표면으로부터의 증발이나 성형체 내부에 발생한 가스의 이탈을 촉진한다.

사출 성형체의 강도에 주목해보자. 결합제인 고분자 수지가 제거되어 버리면, 극도로 분말 입자간의 결합력이 저하되고, 비중이 큰 초경 합금 등은 붕괴되어 버린다. 이를 방지하기 위해서는, 합금을 형성하는 분말끼리를 결합시켜 강도를 얻을 필요가 있다. 그러나, 합금 분말의 표면은 얇은 산화막으로 덮여 있으므로, 확산에 의한 결합이 생기기 어렵다. 본원 발명자는 결합제의 제거를 진공 상태에서 실시하면 합금 분말 표면이 주위의 탄소에 의해 환원되고, 그 결과 분말간의 결합력이 생기는 것을 알아냈다. 이리하여 본원 발명에서는 진공 상태에서의 탈 바인더를 촉진함으로써 분말 입자 끼리를 결합시킨다. 분말 입자끼리 결합하고 있으면, 탈 바인더가 종료할 때까지 성형체는 붕괴하는 일이 없다. 본원 발명의 바람직한 실시예에서는 탈 바인더 처리를 제1제거 공정 및 제2제거 공정의 2단계로 행하고 있다. 제1제거 공정은 대기압 분위기하에 행해지고, 제2제거 공정은 진공 분위기하에 행해진다. 제1제거 공정으로부터 제2제거 공정으로 이행할 때는 결합제가 적어도 5%는 잔류하고 있을 필요가 있다. 혹은 결합제의 잔류량이 5% 이하이면 분말 입자 끼리의 결합력이 생기기 전에 성형제는 붕괴되어 버린다.

다음에, 탈 바인더 처리의 분위기에 대해 서술한다. 제1제거 공정은 N₂나 Ar과 같은 불활성 가스 분위기중에서 행하는 것이 바람직하다. 탈 바인더 처리를 공기등의 산화분위기 중에서 행하면, 탈 바인더의 진행 도중에 Co, Ni등의 표면 산화가 진행해버린다. 이와같은 표면 산화층이 존재하고 있으면, 제2제거 공정에 있어서 환원에 의한 결합력이 저하되어 버린다. 또한, 탈 바인더가 진행하여 주위 분위기에 노출되어 있는 부분만이 산화가 진행하기 때문에 합금내에 탄소 농도가 불균일해지며, 소결시의 액상 출현 온도가 불균일해지며, 치수 정밀도를 크게 저하시켜 버린다. 제2제거 공정을 진공중인 아니라 H₂분위기중에서 행함으로써 합금 분말 표면의 산화막의 환원을 도모하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, H₂분위기중에서 탈 바인더 처리를 행하면 초경 합금 또는 서멧 합금의 경질상형성 성분인 탄화물의 C와 수소가 반응하고, CH를 생성시키는 반응도 동시에 일어난다. 그 때문에 합금의 탄소량을 저하시켜 버리게 된다.

다음에 왁스의 종류에 대해 서술한다. 초경 합금 분말이나 서멧 합금 분말의 표면은 친수성이다. 한편, n-파라핀 등의 왁스는 소수성이다. 이때문에, n-파라핀등의 왁스와 초경 합금 분말 또는 서멧 합금 분말과의 젖음성이 나쁘다. 그 때문에, 사출 성형에 필요한 점도를 얻기 위해서는 보다 많이 왁스를 이용할 필요가 있게 된다. 본원 발명자는 여러가지 왁스를 검토한 결과, 친수성의 극성기를 갖는 어떤 종류의 천연왁스를 사용하면, 바인더의 양을 저감할 수 있음을 알아냈다. 또, 사출 성형시에 금형으로부터 성형체를 취출할 때, 왁스는 위험하므로 성형체가 붕괴되기 쉽다. 이와같은 파괴를 방지하기 위해서는, 적어도 융점이 80℃ 이하인 왁스를 사용하는 것이 바람직하다. 친수성의 극성기를 갖는 융점 80℃ 이하의 왁스라면, 합성으로 된 것이든 천연이든 그 효과에 변함이 없다. 또, 윤활제로서 스테아린산 등을 이용하는 경우가 있으나, 그와같은 미량의 첨가제를 사용해도 본 발명의 효과에는 변함이 없다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

[실시예 1]

입경 2 내지 4㎛인 WC 분말 80%, 입경 1 내지 2㎛인 TiC 분말 10%, 입경 2 내지 4㎛인 Co 분말 10%를 습식 볼밀로 3시간 혼합하고, 건조했다. 이 혼합 분말 100%에 대해 비왁스 6.0%, 저분자량 폴리에틸렌 1.0%를 첨가하고, 120℃에서 이들을 30분간 혼련했다. 다음에 이 원료 혼합체를 냉각 고화한 후에 분쇄하고, 입자 직경 0.5 내지 2.0mm의 원료 입자를 제작하였다. 다음에, 스로우 어웨이 칩의 형상을 한 금형(20×20×6mm)에서 사출 성형을 행하여 성형체를 제작했다. 성형체를 로내에 배치하고, 로내를 Ar 분위기에서 1기압으로 유지하였다. Ar의 유량을 3ℓ/분의 조건에서 425℃까지 8℃/시간의 승온 속도에서 로내를 승온하고, 탈 바인더 처리를 행하였다. 다음에, 진공 펌프로 로내를 0.5Torr 이하로 유지한 상태에서 승온 속도 50℃/시간에서 700℃까지 로내를 승온하고, 1시간 그 온도로 유지한 후에 냉각하였다. 이리하여 탈 바인더 처리를 종료하였다. 다음에, 로내를 0.05Torr의 진공으로 하여 1400℃까지 200℃/시간으로 승온하고, 그 온도에서 1시간 유지한 후에 냉각하였다. 이리하여 얻어진 소결체에는 아무런 결함도 없이 합금의 특성으로서도 양호하였다. 또 이 실시예에서 이용된 바인더의 가열 감량 테스트를 실시하였는 바, N₂의 1기압 조건하에 425℃까지 비왁스는 95% 감량하였다. 또, 425℃에서 저분자량 폴리에틸렌의 감량은 13%였다.

[실시예 2]

입경 0.5 내지 2㎛인 WC 분말 90%, 입경 2 내지 4㎛의 Co 분말 10%를 습식 볼밀로 20시간 혼합하고, 건조했다. 이 혼합 분말 100%에 대해 칼나우바 왁스 5.5%, 저분자량 폴리프로필렌 1.0%를 첨가하고, 140℃에서 30분간 혼련하였다. 다음에, 이 원료 혼합체를 냉각 고화한 후에 분쇄하고, 입경 약 0.5 내지 2.0mm의 원료입자를 제작하였다. 다음에 스로우 어웨이 칩의 형상을 한 금형(20×20×6mm)에서 사출 성형을 행하였다. 이 성형체를 로내에 배치하였다. 로내는 Ar 분위기 하에서 1기압이며, 유량 3ℓ/분의 조건하에 430℃까지 10℃/시간의 승온 속도로 승온하여 초기의 탈 바인더 처리를 행하였다. 다음에 진공 펌프로 로내를 0.2Torr 이하로 유지한 상태에서 승온 속도 50℃/시간에서 700℃까지 승온하고, 그 온도에서 1시간 유지하였다. 이리하여 탈 바인더 처리를 종료하였다. 그후, 로내를 0.05Torr의 진공에서 1350℃까지 200℃/시간에서 승온하고, 그 온도에서 1시간 유지한 후에 냉각했다. 이리하여 얻어진 소결체에는 아무런 결함도 없고, 합금의 특성으로서도 양호하였다. 또, 이 실시예에서 이용된 바인더에 대해 가열 감량 테스트를 실시한 바, N₂, 1기압의 조건에서 430℃까지 칼나우바 왁스는 92% 감량하였다. 또, 430℃에서 저분자량 폴리프로필렌의 감량은 8%였다.

[실시예 3]

입경 0.1 내지 1㎛인 WC 분말 88%, 입경 2 내지 4㎛인 Co 분말 6%, 입경 2 내지 4㎛의 Ni 분말 6%를 습식 볼밀로 25시간 혼합하고 건조했다. 이 혼합 분말 100%에 대해 비왁스 0.5%, n-파라핀 4.5%, 스테아린산 0.5%, 에칠렌 초산비닐 0.5%, 저분자량 폴리에틸렌 1.0%를 첨가하고, 120℃에서 30분간 혼련하였다. 다음에, 이 원료 혼합체를 120℃에서 30분간 혼련하였다. 다음에, 이 원료 혼합체를 냉각 고화한 후에 분쇄하고, 입경 약 0.5 내지 2.0mm의 원료입자를 제작하였다. 다음에 스로우 어웨이 칩의 형상을 한 금형(20×20×6mm)에서 사출 성형을 행하였다. 이 성형체를 로내에 배치하였다. 로내를 N₂분위기에서 1기압으로 하고, 유량 2ℓ/분의 조건하에 380℃까지 13℃/시간의 승온 속도로 승온하고, 초기 탈 바인더 처리를 행하였다. 다음에, 진공 펌프로 로내를 0.5Torr 이하로 유지한 상태에서 승온 속도 50℃/시간으로 700℃까지 승온하고, 그 온도에서 1시간 유지한 후 냉각하였다. 이리하여 탈 바인더 처리를 종료하였다. 다음에, 로내를 0.05Torr의 진공으로 하여 1350℃까지 200℃/시간으로 승온하고, 그 온도에서 1시간 유지한 후 냉각하였다. 이리하여 얻어진 소결체에는 아무런 결함도 없고, 합금의 특성으로서도 양호하였다. 또, 이 실시예에서 이용했던 바인더에 대해 가열 감량 테스트를 실시한 바, N₂, 1기압의 조건하에 380℃까지 비왁스는 60%, n-파라핀은 100% 감량했다. 또, 380℃에서 저분자량 폴리에틸렌의 감량은 7.0%, 에틸렌초산비닐의 감량은 10%였다.

[실시예 4]

입경 1 내지 2㎛인 WC 분말 88%, Co 분말 12%를 습식 볼밀에서 15시간 혼합하고, 건조했다. 이 혼합 분말 100%에 대해 몬탄 왁스 5.5%, 저밀도 폴리에틸렌 0.8%를 첨가하고, 120℃에서 3시간 혼련하였다. 다음에 이 원료 혼합체를 냉각 고화한 후에 분쇄하여 입경 약 0.5 내지 2.0mm의 원료입자를 제작하였다. 다음에, 스로우 어웨이 칩의 형상을 한 금형(20×20×6mm)에서 사출 성형을 행하였다. 이 성형체는 로내에 배치하였다. 로내는 Ar 분위기에서 1기압으로 하고, 유량 3ℓ/분의 조건에서 350℃까지 10℃/시간의 승온 속도로 승온하고, 초기의 탈 바인더 처리를 행하였다. 다음에, 진공 펌프로 로내를 0.5Torr 이하로 유지한 상태에서 승온 속도 50℃/시간으로 650℃까지 승온하여 그 온도에서 1시간 유지한 후에 냉각하고 탈 바인더 처리를 종료하였다. 다음에, 로내를 0.05Torr의 진공으로 하여 1400℃까지 200℃/시간에서 승온하고 1시간 유지한 후에 냉각하였다. 이렇게 하여 얻어진 소결체에는 아무런 결함도 없고 합금의 특성으로서도 양호하였다. 이 실시예에서 이용된 바인더에 대하여 가열 감량 테스트를 실시한 바, N₂, 1기압 조건에서 350℃까지 몬탄 왁스의 감량은 93%, 350℃에서 저밀도 폴리에틸렌의 감량은 측정상 0%였다.

[실시예 5]

입경 0.5 내지 1㎛인 서멧 분말(TiCN 50%, TaC 10%, MO₂C 12%, WC 13%, Ni 5%, Co 10%)을 습식 볼밀에서 10시간 혼합하고, 건조하였다. 이 혼합 분말 100%에 대해 몬탄 왁스 7.8%, n-파라핀 2.7%, 저밀도 폴리에틸렌 2.7%, 스테아린산 0.3%를 첨가하고, 120℃에서 3시간 혼련하였다. 다음에, 이 원료 혼합체를 냉각 고화한 후에 분쇄하고, 입경 약 0.5 내지 2.0mm의 원료입자를 제작하였다. 다음에, 직경 10mm의 볼엔드밀 형상의 금형으로 사출 성형을 행하고, 성형체를 얻었다. 이 성형체를 로내에 배치하였다. 로내는 Ar 분위기에서 1기압으로 하고, 유량 3ℓ/분의 조건하에서 350℃까지 10℃/시간의 승온 속도로 승온하고, 초기 탈 바인더 처리를 행하였다. 다음에, 진공 펌프로 로내를 0.5Torr 이상으로 유지한 상태에서 승온 속도 50℃/시간에서 650℃까지 승온하고, 그 온도에서 1시간 유지한 후에 냉각하여 탈 바인더 처리를 종료하였다. 다음에, 로내를 0.5Torr의 진공으로 하여 1400℃까지 200℃/시간으로 승온하고 1시간 유지한 후에 냉각하고, 그후 1350℃에서 HIP 처리를 행하였다. 이렇게 하여 얻어진 소결체에는 아무런 결함도 없고, 합금의 특성으로서도 양호하였다. 이 실시예에서 이용한 바인더에 대해 가열 감량 테스트를 실시한 바, N₂, 1기압의 조건으로 350℃까지 몬탄 왁스의 감량은 93%이며, n-파라핀의 감량은 100%, 또 350℃에서 저밀도 폴리프로필렌의 감량은 측정상 0%였다.

[실시예 6]

실시예 1과 같은 조건에서 복수개의 원료입자 성형체를 제작하였다. 이들 성형체에 대해, 탈 바인더 처리의 제1제거 공정에 있어서의 승온 속도 및 제2제거 공정으로의 이행 온도를 변화시켜서 탈 바인더 후의 상태를 조사하였다. 그 결과를 표 2에 도시한다. 또, 비왁스 및 저분자량 폴리에틸렌(PE)의 가열 감량테스트 결과를 표 1에 도시한다. 표 1 및 표 2의 결과로부터 명백한 바와같이, 본 발명 방법에 따르면 탈 바인더 후의 상태가 양호하며, 탈 바인더 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

[표 1]

가열 감량율(N₂latm, 10℃/분 승온)

[표 2]

제2제거 공정으로의 이행 온도 테스트 결과

[실시예 7]

실시예 1과 같은 합금 분말을 이용하고 바인더 조성으로서 비왁스와 저분자량 폴리에틸렌(PE)의 비율을 변화시킨 샘플 8종류를 제작하고(테스트 No. 10 내지 17), 탈 바인더 테스트를 실시하였다. 그 결과를 표 3에 도시한다. 제1제거 공정으로부터 제2제거 공정으로의 이행 온도는 450℃로 하였다. 표 3의 결과로부터 명백한 바와같이, 본 발명의 조성이 양호함을 알 수 있다.

[표 3]

테스트 조건과 결과

(주) 0표 : 본 발명 방법

바인더 조성은 합금 분말 100%에 대한 비율

[실시예 8]

실시예 3과 같은 합금 분말을 이용하고, 바인더 종류와 조성을 변화시켜서 탈 바인더 테스트를 실시하였다. 그 결과를 표 4에 표시한다. 또, 탈 바인더 조건은 실시예 3과 같았다. 테스트 No. 18 내지 20은 양호한 사출과 탈 바인더가 가능했다. 그러나, n-파라핀을 이용한 테스트 No. 21은 n-파라핀의 양을 증가하지 않으면 양호한 사출이 되지 않았다. 또, 테스트 No. 22는 탈 바인더 처리에 있어서 변형을 일으켰다. 비왁스와 n-파라핀을 1/1로 혼합한 테스트 No. 23은 약간의 바인더량의 추가를 요했으나 탈 바인더시의 변형은 보이지 않았다.

[표 4]

왁스의 종류와 결과

(주) 0표 : 본 발명 방법

바인더 조성은 합금 분말 100%에 대한 비율

[실시예 9]

표 2의 테스트 No. 5와 같은 제조 방법에 있어서, 제1제거 공정 및 제2제거 공정의 분위기를 표 5의 테스트 No. 24 내지 30에 도시한 바와같이 변화시켰다. 표 5의 결과로부터 명확한 바와같이, 본 발명의 분위기가 유효하다는 것을 알 수 있다. 테스트 No. 26 및 29의 시료는 탈 바인더시에 붕괴하였으므로, 소결 공정까지는 진행하지 않았다. 기타 시료는 소결 공정까지 진행할 수가 있었다.

[표 5]

왁스의 종류와 결과

(주) 0표 : 본 발명 방법

바인더 조성은 합금 분말 100%에 대한 비율

[산업상 이용가능성]

본 발명은 초경 합금 분말 또는 서멧 합금 분말을 사출 성형법에 의해 소정 형상으로 성형한 후에 유기바인더를 제거하여 소결하는 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법에 유효하게 이용된다.

Claims

초경 합금 분말 또는 서멧 합금 분말을 유기 바인더와 혼합·혼련하고, 이 혼합 분말을 사출 성형법에 의해 소정 형상으로 성형하고, 그후 이 성형체로부터 유기 바인더를 제거하여 소결함으로써 치밀한 합금을 얻는 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법에 있어서, 상기 유기 바인더의 제거를 제1제거 공정으로서 우선 불활성 가스 분위기중에서 행하고, 이어서 제2제거 공정으로서 1Torr 이하의 진공중에서 행하는 것을 특징으로 하는 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 유기 바인더는 저온에서 제거가능한 그룹과 고온에서 제거되는 그룹으로 구분되는 복수 종류의 바인더를 포함하고, i종류의 바인더를 포함하는 저온 제거 그룹의 각 바인더의 유기 바인더 전체에 점유하는 비율을 a₁, a₂, …, ai로 하고, j 종류의 바인더를 포함하는 고온 제거 그룹의 각 바인더의 유기 바인더 전체에 점유하는 비율을 b₁, b₂, …, bj로 하고(∑ai+∑bj=1), 저온 제거 그룹에 속하는 각 바인더 단체(單體)의 불활성 가스 대기압 가열 감량 테스트(TG)에서 어느 온도 T에서의 감량율을 xT₁, xT₂, …, xTi로 하고, 고온 제거 그룹에 속하는 각 바인더 단체의 불활성 가스 대기압 가열 감량 테스트에서 어느 온도 T에서의 감량율을 yT₁, yT₂, … yTj로 할때, 상기 유기 바인더중의 각 바인더의 조성은 ∑(ai×xTi)=0.3으로 되는 온도 T에 있어서,

∑(b_j×yT_j)≤0.05 ∑b_j≥0.1

인 조건을 만족하도록 선택된 것을 특징으로 하는 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 제1제거 공정으로부터 상기 제2제거 공정으로 이행하는 온도 T는,

∑ai×xTi＞0.3 ∑bj×(1-yTj)＞0.05

인 조건을 만족하도록 선택된 것을 특징으로 하는 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 저온 제거 그룹은 친수성의 극성기를 갖는 융점 80℃ 이하의 왁스류를 포함하는 것을 특징으로 하는 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 저온 제거 그룹은 친수성의 극성기를 갖는 융점 80℃ 이하의 왁스류를 포함하는 것을 특징으로 하는 초경 합금 또는 서멧 합금의 제조 방법.