최고의 내구성을 위한 글로벌 탐구
제조, 광업, 항공우주 분야에서 이보다 더 가치 있는 것은 없습니다. 내구성 . 드릴 비트가 부러지거나, 터빈 블레이드가 부식되거나, 베어링이 마모될 때마다 시간, 비용, 효율성이 소모됩니다. 수십 년 동안 엔지니어들은 금속의 강도와 다이아몬드의 절삭 경도를 동시에 갖춘 소재에 대한 꿈을 쫓아왔습니다.
이러한 추구는 다음의 개발로 이어졌습니다. 초경합금 , 현대 슈퍼툴의 핵심을 이루는 혁신적인 복합재료 클래스입니다. 거의 모든 재료의 출발점은 정밀하게 조정된 성분입니다. 초경복합분말 .
초경 복합 분말이란 정확히 무엇입니까?
단순한 금속이나 순수 세라믹 재료는 고응력 응용 분야에 필요한 특성이 완벽하게 혼합된 경우가 거의 없습니다. 금속은 단단하고 부서지기 쉽지만, 부드럽고 빨리 마모되는 경우가 많습니다. 순수 탄화물과 같은 세라믹은 매우 단단하지만 일반적으로 부서지기 쉽습니다.
초경복합분말 최종 재료가 구성 요소보다 우수하다는 "복합" 원칙에 따라 두 세계의 장점을 결합한 공학적 혼합물입니다.
두 가지 필수 단계
분말은 각각 중요한 역할을 하는 두 가지 서로 다른 구성 요소의 미세한 혼합물입니다.
1. 어려운 단계: 초경 입자
이 단계에서는 재료의 전설적인 특성을 제공합니다. 경도 그리고 내마모성. 가장 일반적으로 금속 탄화물의 미세한 입자로 구성됩니다. 텅스텐 카바이드(WC) . 텅스텐 카바이드는 경도 척도에서 다이아몬드 바로 아래에 있는 세라믹 화합물입니다. 이러한 단단하고 각진 입자는 절단, 드릴링 및 연삭을 수행하는 일꾼입니다. 티타늄 카바이드(TiC) 또는 크롬 카바이드(CrC)와 같은 다른 카바이드는 때때로 내식성과 같은 특정 특성을 향상시키는 데 사용됩니다.
2. 바인더 단계: 금속 접착제
경질 탄화물 입자는 일반적으로 금속 분말과 혼합됩니다. 코발트(Co) , 그러나 때때로 니켈(Ni) 또는 철(Fe)이 있습니다. 이것은 바인더 - 세라믹 입자를 함께 묶는 "접착제". 그것이 없으면 탄화물은 너무 부서지기 쉽고 충격을 받으면 부서질 것입니다. 바인더는 중요한 기능을 제공합니다. 인성 그리고 파괴에 대한 저항성.
단단한 초경과 부드러운 금속 바인더의 비율을 정밀하게 제어하여 다양한 등급의 재료를 만들 수 있습니다. 바인더가 많을수록 충격에 더 잘 견디는 견고한 재료를 의미하며, 바인더가 적고 탄화물 입자가 작을수록 더 단단하고 내마모성이 뛰어난 재료가 생성됩니다.
분말에서 도구까지: 소결 공정
이 가루가 어떻게 강철을 자를 수 있는 단단한 물체로 변할까요? 프로세스가 호출됩니다. 소결 , 분말 야금의 한 형태.
1. 혼합 및 압착("녹색" 상태)
첫째, 초경복합분말 종종 유기 압축 보조제와 함께 완전히 혼합된 다음 고압에서 원하는 모양으로 압축됩니다. "그린 컴팩트"라고 불리는 이 사전 소결된 물체는 부서지기 쉽고 분필과 같습니다.
2. 소결 및 합착
그런 다음 압분체를 고온의 분위기 제어로에 넣습니다. 바인더(코발트)의 녹는점보다 높지만 탄화물(텅스텐 카바이드)의 녹는점보다 낮은 온도로 가열됩니다. 바인더는 녹아서 구조를 통해 흐르며, 탄화물 입자를 용해한 다음 재침전시켜 냉각 시 함께 접착시킵니다. 이는 경질 탄화물 입자가 금속 바인더로 둘러싸여 지지되는 조밀하고 견고한 재료를 형성합니다. 초경합금 또는 초경합금 .
초경 복합재의 필수 응용
생성된 소재는 높은 경도, 높은 압축 강도, 우수한 인성의 탁월한 조합을 특징으로 하며 수많은 산업 작업에 필수적입니다.
- 절단 도구: 고속 가공(선반, 밀)에 사용되는 절삭 인서트와 팁은 거의 초경합금으로 만들어집니다. 이를 통해 제조업체는 기존 강철 도구보다 훨씬 빠르게 단단한 금속을 절단, 성형 및 마무리할 수 있습니다.
- 채광 및 시추: 착암기, 터널 보링 머신 인서트, 석유 및 가스 드릴링 비트는 카바이드 팁을 사용하여 암석과 땅을 절단할 때 발생하는 극심한 마모와 충격을 견뎌냅니다.
- 마모 부품: 베어링, 씰, 펌프 부품, 노즐 등 고하중을 받는 부품이 서로 마찰하는 모든 부분은 초경합금으로 보호됩니다.
- 표면 코팅: 초경 복합 분말은 또한 HVOF(고속 산소 연료) 스프레이와 같은 기술을 사용하여 금속 부품(예: 항공기 랜딩 기어, 터빈 블레이드)에 스프레이되어 침식과 부식에 저항하는 매우 단단한 보호 코팅을 만듭니다.
세라믹의 날카로움과 금속의 탄력성을 균형 있게 구현한 소재를 제공하여, 초경복합분말 업계에 현대 세계를 구축하는 데 필요한 강력한 우위를 제공합니다.
