경합금은 분말 형태의 내화성 탄화물(예: 텅스텐 카바이드, 티타늄 카바이드 등) 하나 또는 여러 개를 주성분으로 하고, 코발트, 니켈과 같은 금속 분말을 결합제로 사용하여 제조된 합금입니다. 분말 야금 공정을 통해 제조됩니다. 경합금은 주로 고속 절삭 공구 및 단단하고 질긴 재료용 절삭 공구 제조에 사용됩니다. 또한 냉간 가공 금형, 정밀 게이지, 그리고 충격과 진동에 강한 고내마모성 부품 생산에도 사용됩니다.
▌ 경질합금의 특성
(1)경도가 높고, 내마모성이 뛰어나며, 붉은 경도가 뛰어납니다.
경질 합금은 실온에서 86~93 HRA의 경도를 나타내며, 이는 69~81 HRC에 해당합니다. 900~1000°C의 온도에서도 높은 경도를 유지하며 뛰어난 내마모성을 자랑합니다. 고속 공구강에 비해 경질 합금은 절삭 속도를 4~7배 높이고 수명을 5~80배 더 길게 합니다. 최대 50HRC의 경도를 가진 경질 소재를 절삭할 수 있습니다.
(2)높은 강도와 높은 탄성계수.
경합금은 최대 6,000 MPa의 높은 압축 강도와 (4-7) × 10^5 MPa의 탄성 계수를 가지며, 이는 고속도강보다 높습니다. 그러나 굽힘 강도는 일반적으로 1,000~3,000 MPa로 상대적으로 낮습니다.
(3)우수한 내식성 및 내산화성.
경질 합금은 일반적으로 대기 부식, 산, 알칼리에 대한 저항성이 우수하며 산화되기 쉽지 않습니다.
(4)선팽창 계수가 낮음.
경합금은 선팽창 계수가 낮아 작동 중에도 안정적인 모양과 치수를 유지합니다.
(5)성형된 제품은 추가적인 기계 가공이나 재연마가 필요하지 않습니다.
경질 합금은 높은 경도와 취성으로 인해 분말 야금 성형 및 소결 후 추가적인 절삭이나 재연삭을 거치지 않습니다. 추가 가공이 필요한 경우 방전 가공, 와이어 절단, 전해 연삭 또는 연삭 휠을 이용한 특수 연삭과 같은 방법이 사용됩니다. 일반적으로 특정 치수의 경질 합금 제품은 공구 본체 또는 몰드 베이스에 브레이징, 접합 또는 기계적으로 고정되어 사용됩니다.
▌ 일반적인 경질 합금 유형
일반적인 경합금 유형은 조성 및 성능 특성에 따라 텅스텐-코발트, 텅스텐-티타늄-코발트, 텅스텐-티타늄-탄탈륨(니오븀) 합금의 세 가지 범주로 분류됩니다. 생산에 가장 널리 사용되는 경합금은 텅스텐-코발트와 텅스텐-티타늄-코발트 경합금입니다.
(1)텅스텐-코발트 경합금:
주요 성분은 텅스텐 카바이드(WC)와 코발트입니다. 등급은 "YG" 코드 뒤에 코발트 함량이 표시됩니다. 예를 들어, YG6는 코발트 함량이 6%, 텅스텐 카바이드 함량이 94%인 텅스텐-코발트 경질 합금을 나타냅니다.
(2)텅스텐-티타늄-코발트 경합금:
주요 성분은 텅스텐 카바이드(WC), 티타늄 카바이드(TiC), 그리고 코발트입니다. 등급은 "YT" 코드 뒤에 티타늄 카바이드 함량이 표시됩니다. 예를 들어, YT15는 티타늄 카바이드 함량이 15%인 텅스텐-티타늄-코발트 경질 합금을 나타냅니다.
(3)텅스텐-티타늄-탄탈륨(니오븀) 경질 합금:
이 유형의 경합금은 범용 경합금 또는 다용도 경합금으로도 알려져 있습니다. 주요 성분은 탄화텅스텐(WC), 탄화티타늄(TiC), 탄탈륨 탄화물(TaC), 탄화니오븀(NbC), 그리고 코발트입니다. 등급은 "YW"(중국어로 단단하고 보편적이라는 뜻의 "Ying"과 "Wan"의 첫 글자)로 표시되며, 그 뒤에 숫자가 붙습니다.
▌ 경질 합금의 응용 분야
(1)절삭 공구 재료:
경질 합금은 선삭 공구, 밀링 커터, 플래너 블레이드, 드릴 등 절삭 공구 소재 생산에 널리 사용됩니다. 텅스텐-코발트 경질 합금은 주철, 황동 주물, 복합 목재와 같은 철 및 비철 금속의 짧은 칩 가공에 적합합니다. 텅스텐-티타늄-코발트 경질 합금은 강철 및 기타 철 금속의 긴 칩 가공에 적합합니다. 합금 중 코발트 함량이 높은 합금은 황삭에 적합하고, 코발트 함량이 낮은 합금은 정삭에 적합합니다. 범용 경질 합금은 스테인리스강과 같은 난삭재 가공 시 공구 수명이 상당히 깁니다.
(2)금형 재료:
경질 합금은 일반적으로 냉간 인발 다이, 냉간 스탬핑 다이, 냉간 압출 다이, 냉간 헤딩 다이의 재료로 사용됩니다.
경질 합금 냉간 압조 다이는 충격 또는 강한 충격 조건에서 마모됩니다. 요구되는 주요 특성은 우수한 충격 인성, 파괴 인성, 피로 강도, 굽힘 강도, 그리고 뛰어난 내마모성입니다. 일반적으로 중간에서 높은 코발트 함량과 중간에서 조립질 합금이 선택됩니다. 일반적인 재종으로는 YG15C가 있습니다.
일반적으로 경질 합금 소재에서 내마모성과 인성 사이에는 상충 관계가 있습니다. 내마모성을 향상시키면 인성이 감소하고, 인성을 향상시키면 필연적으로 인성이 감소합니다.
선택한 브랜드가 사용 중 조기 균열 및 손상이 발생하기 쉬운 경우, 인성이 높은 브랜드를 선택하는 것이 좋습니다. 선택한 브랜드가 사용 중 조기 마모 및 손상이 발생하기 쉬운 경우, 경도가 높고 내마모성이 우수한 브랜드를 선택하는 것이 좋습니다. 왼쪽부터 YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C 등급은 경도가 낮을수록 내마모성이 낮아지고 인성이 향상됩니다. 반대로, 경도가 낮을수록 내마모성이 낮아지고 인성이 향상됩니다.
(3) 측정공구 및 내마모부품
텅스텐 카바이드는 측정 도구의 연마 표면 인레이 및 부품, 연삭 기계의 정밀 베어링, 무심 연삭 기계의 가이드 및 가이드 바, 선반 센터와 같은 내마모성 부품에 사용됩니다.
게시 시간: 2023년 8월 2일
