초경합금

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초경합금(超硬合金, Cemented carbide 또는 Hard metal)은 매우 단단한 합금으로, 주로 텅스텐 카바이드(WC)와 코발트(Co) 분말을 소결하여 제조합니다. 텅스텐 카바이드는 높은 경도를 제공하고, 코발트는 결합제 역할을 하여 인성을 부여합니다.
초경합금의 특징:

• 높은 경도: 다이아몬드 다음으로 경도가 높아, 매우 단단한 재료를 절삭하거나 가공하는 데 사용됩니다.
• 내마모성: 마모에 강하여 수명이 길고, 고온에서도 경도가 크게 저하되지 않습니다.
• 고강도 및 탄성 계수: 압축 강도가 최대 6000MPa에 달할 정도로 강도가 높고, 탄성 계수가 커서 변형에 잘 견딥니다.
• 내식성 및 내산화성: 대기, 산, 알칼리 등에 대한 내식성이 우수하고, 산화되기 어렵습니다.
• 낮은 선팽창 계수: 온도 변화에 따른 치수 변화가 작아 정밀 가공에 적합합니다.

초경합금의 종류:초경합금은 구성 성분에 따라 여러 종류로 나눌 수 있습니다.

• WC-Co 계열: 텅스텐 카바이드(WC)와 코발트(Co)로 구성된 가장 일반적인 초경합금입니다.
• WC-TiC-Co 계열: WC-Co에 탄화티타늄(TiC)을 첨가하여 고온 경도와 내마모성을 향상시킨 합금입니다.
• TiC-Ni 계열: 탄화티타늄(TiC)을 주성분으로 하고 니켈(Ni)을 결합제로 사용한 합금입니다.

초경합금의 용도:뛰어난 특성 덕분에 초경합금은 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

• 절삭 공구: 선반, 밀링 머신, 드릴 등 금속 가공에 사용되는 절삭 공구의 재료로 사용됩니다. (예: 절삭 팁, 바이트, 드릴)
• 금형 재료: 냉간 인발 금형, 냉간 펀칭 금형 등 금속을 성형하는 금형 재료로 사용됩니다.
• 내마모 부품: 높은 내마모성이 요구되는 부품 (예: 노즐, 밸브)에 사용됩니다.
• 광산 및 토목 공구: 암석 드릴, 굴착기 등 광산이나 토목 작업에 사용되는 공구의 재료로 사용됩니다.

초경합금 제조 방법:초경합금은 분말 야금(Powder Metallurgy) 공정을 통해 제조됩니다.

1. 혼합: 텅스텐 카바이드 분말과 코발트 분말을 균일하게 혼합합니다.

2. 성형: 혼합된 분말을 원하는 형태로 압축하여 성형합니다.

3. 소결: 성형된 분말을 고온에서 가열하여 소결합니다. 이 과정에서 코발트가 녹아 텅스텐 카바이드 입자들을 결합시켜 단단한 합금을 형성합니다.

최근에는 초경합금의 성능을 더욱 향상시키기 위해 WC 입자 크기를 미세화하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다.