KR100563770B1 - Manufacturing method of sintered diamond tool by metal powder injection molding process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분말사출성형법에 의해 금속분말과 세라믹분말의 혼합물을 성형, 소결시킴에 있어 다이아몬드 입자를 더 포함시켜 함께 소결시켜 제품을 제조할 수 있도록 하는 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법에 관한 것으로서, 성형공정, 탈지공정 및 소결공정 등을 포함하는 분말사출성형법에 의한 공구 소결체의 제조에 있어서, (1) 0.1 내지 25용적%의 다이아몬드 입자와, 금속분말, 세라믹분말, 유리질분말 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 소결분말 30 내지 70용적% 및 잔량으로서 바인더의 혼합물을 균질하게 혼합하여 성형혼합물을 수득하는 혼합공정; (2) 상기 혼합공정에서 수득되는 성형혼합물을 통상의 사출성형법에 의해 사출성형하는 성형공정; (3) 1차용매추출 후, 2차열분해의 2단계공정에 의하여 상기 성형공정에서 성형된 성형물로부터 바인더 등을 탈지하는 탈지공정; 및 (4) 상기 탈지공정을 거친 성형물을 환원성 수소분위기 하에서 700 내지 1,300℃의 온도범위에서 소결시키는 소결공정;들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for producing a diamond tool sintered body by powder injection molding which can produce a product by further sintering together with diamond particles in molding and sintering a mixture of metal powder and ceramic powder by powder injection molding. In the manufacture of a tool sintered body by a powder injection molding method including a molding step, a degreasing step, a sintering step, and the like, (1) 0.1 to 25% by volume of diamond particles, metal powder, ceramic powder, glass powder or these A mixing step of homogeneously mixing the mixture of the binder as a sintered powder 30 to 70% by volume and the remaining amount selected from the group consisting of a mixture of to obtain a molding mixture; (2) a molding step of injection molding the molding mixture obtained in the mixing step by a conventional injection molding method; (3) a degreasing step of degreasing the binder and the like from the molded article formed in the forming step by the second step of secondary pyrolysis after the primary solvent extraction; And (4) a sintering step of sintering the molded product subjected to the degreasing process in a temperature range of 700 to 1,300 ° C. under a reducing hydrogen atmosphere.
다이아몬드, 사출성형, 금속사출성형, 다이아몬드 공구, 바인더 Diamond, Injection Molding, Metal Injection Molding, Diamond Tool, Binder
Description
도 1은 본 발명의 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법에 따른 모식도 이다.1 is a schematic view of a method for producing a diamond tool sintered body by the powder injection molding method of the present invention.
도 2는 본 발명의 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법에 따라 980℃에서 소결된 소결체의 파단면 사진이다.Figure 2 is a photograph of the fracture surface of the sintered body sintered at 980 ℃ according to the method for producing a diamond tool sintered body by the powder injection molding method of the present invention.
도 3은 본 발명의 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법에 따라 1,100℃에서 소결된 소결체의 파단면 사진이다.Figure 3 is a photograph of the fracture surface of the sintered body sintered at 1,100 ℃ according to the method for producing a diamond tool sintered body by the powder injection molding method of the present invention.
도 4는 본 발명의 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법에 따라 1,200℃에서 소결된 소결체의 파단면 사진이다.Figure 4 is a photograph of the fracture surface of the sintered body sintered at 1,200 ℃ according to the method for producing a diamond tool sintered body by the powder injection molding method of the present invention.
본 발명은 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 분말사출성형법에 의해 금속분말과 세라 믹분말의 혼합물을 성형, 소결시킴에 있어 다이아몬드 입자를 더 포함시켜 함께 소결시켜 초경 공구를 제조할 수 있도록 하는 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a diamond tool sintered body by powder injection molding, and more particularly, the present invention further includes diamond particles in molding and sintering a mixture of metal powder and ceramic powder by powder injection molding. The present invention relates to a method for producing a diamond tool sintered body by a powder injection molding method which can be sintered together to produce a cemented carbide tool.
일반적으로 금속분말 사출성형법(MIM법 ; Metal Injection Molding Process)은 플라스틱 산업에서 오랫동안 배양된 사출성형(Injection Molding) 기술과 분말야금산업에서 발달한 금속분말의 소결기술 양쪽의 이점을 융합시킨 공정이라고 할 수 있으며, 특히 3차원적인 형상을 가지며, 초경공구 등을 대량으로 제조할 수 있는 기술로서, 금속, 초경, 세라믹 등 분말소재를 사용하여, 성형 및 소결시켜 제품을 생산하는 기술이다. 원리적으로는 금속분말과 바인더 혼합물의 사출성형품을 가열하여 탈지, 소결을 통하여 고기능 복잡형상의 작은 부품을 제조하는 방법이다. In general, the metal injection molding process (MIM) is a process that combines the advantages of both injection molding technology, which has been cultivated in the plastic industry for a long time, and sintering technology of metal powder developed in the powder metallurgy industry. In particular, it has a three-dimensional shape, and is a technology that can produce a large amount of carbide tools and the like, and is a technology for producing a product by molding and sintering using powder materials such as metal, carbide, and ceramics. In principle, it is a method of manufacturing small parts of high functional complexity through degreasing and sintering by heating injection molded articles of metal powder and binder mixture.
이런 금속분말 사출성형기술과 플라스틱 사출성형기술의 가장 큰 차이점은 금속분말 사출성형에서는 사출성형 후, 결합제를 제거하고, 분말을 고온소결을 통하여 최종 제품을 제조한다는 것이다. 여기에 사용되는 금속분말은 특히 융점이 높아 용융성형이 곤란하며, 또한 경도가 높아 절삭가공 등이 곤란한 금속제의 공구 등의 제조에 응용되고 있다.The biggest difference between the metal powder injection molding technology and the plastic injection molding technology is that in the metal powder injection molding, after injection molding, the binder is removed and the powder is hot sintered to produce the final product. The metal powder used here has a particularly high melting point and is difficult to melt molding, and has a high hardness, and has been applied to the manufacture of metal tools and the like which are difficult to cut and the like.
그러나, 종래의 경우, 금속이나 세라믹 또는 금속과 세라믹의 혼합물의 성형, 소결의 경우에서만 적용되었으며, 이러한 종래의 방법으로는 특히, 초경공구의 제조에서 많이 사용되기는 하였으나, 금속이나 세라믹의 특성에 따라 공구의 내구성 등이 다이아몬드 공구에 비할 바가 아니었다.However, in the conventional case, the present invention is applied only in the case of forming or sintering a metal, a ceramic or a mixture of metal and ceramic, and this conventional method is particularly used in the manufacture of cemented carbide tools. The durability of the tool was not comparable to a diamond tool.
본 발명의 목적은 분말사출성형법에 의해 금속분말과 세라믹분말의 혼합물을 성형, 소결시킴에 있어 다이아몬드 입자를 더 포함시켜 함께 소결시켜 초경 공구를 제조할 수 있도록 하는 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a diamond tool sintered body by a powder injection molding method for producing a cemented carbide tool by further sintering together diamond particles in molding and sintering a mixture of metal powder and ceramic powder by powder injection molding. It is to provide a manufacturing method.
본 발명에 따른 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법은, 성형공정, 탈지공정 및 소결공정 등을 포함하는 분말사출성형법에 의한 공구 소결체의 제조에 있어서, (1) 0.1 내지 25용적%의 다이아몬드 입자와, 금속분말, 세라믹분말, 유리질분말 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 소결분말 30 내지 70용적% 및 잔량으로서 바인더의 혼합물을 균질하게 혼합하여 성형혼합물을 수득하는 혼합공정; (2) 상기 혼합공정에서 수득되는 성형혼합물을 통상의 사출성형법에 의해 사출성형하는 성형공정; (3) 1차용매추출 후, 2차열분해의 2단계공정에 의하여 상기 성형공정에서 성형된 성형물로부터 바인더 등을 탈지하는 탈지공정; 및 (4) 상기 탈지공정을 거친 성형물을 환원성 수소분위기 하에서 700 내지 1,300℃의 온도범위에서 소결시키는 소결공정;들을 포함하여 이루어진다.The method for producing a diamond tool sintered body by the powder injection molding method according to the present invention, in the production of the tool sintered body by the powder injection molding method including a molding step, a degreasing step and a sintering step, (1) 0.1 to 25% by volume A mixing step of homogeneously mixing diamond particles with a binder mixture as a sintered powder 30 to 70% by volume and the remaining amount selected from the group consisting of metal powder, ceramic powder, glass powder or a mixture thereof to obtain a molding mixture; (2) a molding step of injection molding the molding mixture obtained in the mixing step by a conventional injection molding method; (3) a degreasing step of degreasing the binder and the like from the molded article formed in the forming step by the second step of secondary pyrolysis after the primary solvent extraction; And (4) a sintering step of sintering the molded product subjected to the degreasing step in a temperature range of 700 to 1,300 ° C. under a reducing hydrogen atmosphere.
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또한, 상기 성형공정에서의 사출조건은 100 내지 300℃의 온도범위에서 3점 가열방식에 의해 가열되고, 1,500 내지 2,000psi의 압력으로 사출되어 성형될 수 있다.In addition, the injection conditions in the molding process is heated by a three-point heating method in the temperature range of 100 to 300 ℃, it can be molded by injection at a pressure of 1,500 to 2,000 psi.
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이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법은, 성형공정, 탈지공정 및 소결공정 등을 포함하는 분말사출성형법에 의한 공구 소결체의 제조에 있어서, (1) 0.1 내지 25용적%의 다이아몬드 입자와, 금속분말, 세라믹분말, 유리질분말 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 소결분말 30 내지 70용적% 및 잔량으로서 바인더의 혼합물을 균질하게 혼합하여 성형혼합물을 수득하는 혼합공정; (2) 상기 혼합공정에서 수득되는 성형혼합물을 통상의 사출성형법에 의해 사출성형하는 성형공정; (3) 1차용매추출 후, 2차열분해의 2단계공정에 의하여 상기 성형공정에서 성형된 성형물로부터 바인더 등을 탈지하는 탈지공정; 및 (4) 상기 탈지공정을 거친 성형물을 환원성 수소분위기 하에서 700 내지 1,300℃의 온도범위에서 소결시키는 소결공정;들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. The method for producing a diamond tool sintered body by the powder injection molding method according to the present invention, in the production of the tool sintered body by the powder injection molding method including a molding step, a degreasing step and a sintering step, (1) 0.1 to 25% by volume A mixing step of homogeneously mixing diamond particles with a binder mixture as a sintered powder 30 to 70% by volume and the remaining amount selected from the group consisting of metal powder, ceramic powder, glass powder or a mixture thereof to obtain a molding mixture; (2) a molding step of injection molding the molding mixture obtained in the mixing step by a conventional injection molding method; (3) a degreasing step of degreasing the binder and the like from the molded article formed in the forming step by the second step of secondary pyrolysis after the primary solvent extraction; And (4) a sintering step of sintering the molded product subjected to the degreasing process in a temperature range of 700 to 1,300 ° C. under a reducing hydrogen atmosphere.
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상기 (1)의 혼합공정은 0.1 내지 25용적%의 다이아몬드 입자와 잔량으로서 소결분말과 바인더의 혼합물을 균질하게 혼합하는 것으로 이루어지며, 이에 의해 성형혼합물을 수득하게 된다. The mixing step of (1) above consists of homogeneously mixing the mixture of the sintered powder and the binder as a residual amount of diamond particles of 0.1 to 25% by volume, thereby obtaining a molding mixture.
상기 성형혼합물은 이후의 성형공정에서 사출성형에 의해 소정의 형상으로 성형되게 된다. The molding mixture is molded into a predetermined shape by injection molding in a subsequent molding process.
상기 혼합공정에서 다이아몬드 입자의 함량이 0.1중량% 미만으로 포함되는 경우, 제품에서의 다이아몬드에 의한 절삭성 향상 및 강도의 향상 등이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 25용적%를 초과하는 경우, 오히려 커팅효율이 저하되고, 제품특성이 나빠지며, 가격이 상승하는 문제점이 있을 수 있다. When the content of the diamond particles in the mixing process is less than 0.1% by weight, there may be a problem that the improvement of the cutting property and the strength by the diamond in the product is not enough, on the contrary, if it exceeds 25% by volume, Rather, cutting efficiency may be lowered, product characteristics may deteriorate, and price may increase.
또한, 다이아몬드를 제외한 소결분말과 바인더의 함량이 대략적으로 등량으로 혼합되며, 바람직하게는 소결분말 30 내지 70용적%와 잔량으로서 바인더가 혼합되어 이루어진다. In addition, the content of the sintered powder and the binder except the diamond is approximately equally mixed, and preferably, the binder is mixed as 30 to 70% by volume and the remaining amount of the sintered powder.
상기 소결분말이 30용적% 미만인 경우, 소정의 경도, 항절력 및 기타 물성치가 저하될 수 있으며, 절삭 작업시 공구가 필요로 하는 제품을 생산하지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 또한 70용적%를 초과하는 경우, 바인더의 사용량이 제한되어 성형품의 성형공정이 불량해지는 문제점이 있을 수 있다. If the sintered powder is less than 30% by volume, the predetermined hardness, tensile strength and other properties may be lowered, there may be a problem that can not produce the product required by the tool during cutting work, and also 70% by volume If it exceeds, the amount of binder is limited, there may be a problem that the molding process of the molded article is poor.
상기에서 소결분말은 금속분말, 세라믹분말 및 유리질 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 될 수 있다.The sintered powder may be selected from the group consisting of metal powder, ceramic powder and glass or mixtures thereof.
상기에서 금속분말로는 코발트, 크롬, 니켈, 망간, 철, 구리, 아연, 실리콘, 알루미늄, 주석, 텅스텐, 은, 몰리브덴과 이들의 합금 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이 될 수 있다. The metal powder in the above may be selected from the group consisting of cobalt, chromium, nickel, manganese, iron, copper, zinc, silicon, aluminum, tin, tungsten, silver, molybdenum and alloys thereof.
상기에서 세라믹분말로는 카바이드 화합물, 산화물, 무기질재료, 유리질 등의 공지의 세라믹분말들이 사용될 수 있으며, 상기에서 다이아몬드 입자는 바람직 하게는 10 내지 100메쉬(mesh)의 평균입경을 갖는 입자를 사용할 수 있다. As the ceramic powder, known ceramic powders such as carbide compounds, oxides, inorganic materials, glass, and the like may be used, and the diamond particles may preferably be particles having an average particle diameter of 10 to 100 mesh. have.
또한, 상기에서 바인더로는 파라핀왁스, 비닐 아세테이트, 폴리올레핀, 에틸렌 비닐아세테이트와 수용성바인더로는 폴리에틸렌 글리코올, 폴리프로필렌 글리코올, 폴리비닐 알코올과 비수용성 바인더로는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌을 사용할 수 있다. In addition, the binder may be paraffin wax, vinyl acetate, polyolefin, ethylene vinyl acetate and polyethylene glycol as the water-soluble binder, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol and polystyrene, polyethylene may be used as the water-insoluble binder.
상기에서 상기 (2)의 성형공정은 상기 혼합공정에서 수득되는 성형혼합물을 통상의 사출성형법에 의해 사출성형하는 것으로 이루어지며, 이러한 사출성형은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.The molding step of (2) above is made by injection molding the molding mixture obtained in the mixing step by a conventional injection molding method, and such injection molding can be easily understood by those skilled in the art.
이때 사용되는 사출성형기 역시 국내외 유수의 제조업자들에 의해 상용적으로 공급되는 수평식, 입형식을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다. The injection molding machine used at this time can also be understood to be well known enough to purchase and use a horizontal, vertical form that is commercially supplied by leading manufacturers at home and abroad.
상기 성형공정에서의 사출조건은 바람직하게는 100 내지 500℃의 온도범위에서 3점 가열방식에 의해 가열되고, 1,000 내지 3,000psi의 압력으로 사출되어 성형될 수 있다. Injection conditions in the molding process is preferably heated by a three-point heating method in the temperature range of 100 to 500 ℃, can be molded by injection at a pressure of 1,000 to 3,000 psi.
상기에서 3점 가열방식이라 함은 사출성형기에서 사출동안에 원료분말이 투입되는 입구, 중단점 및 출구 등 적어도 3곳 이상에서 100 내지 500℃의 온도로 가열하여 사출 동안의 성형혼합물의 유동특성을 조절하여 적절히 사출될 수 있도록 하기 위한 가열방식을 의미한다. The three-point heating method in the injection molding machine is to control the flow characteristics of the molding mixture during the injection by heating to a temperature of 100 to 500 ℃ in at least three places, such as the inlet, the break point and the outlet where the raw powder is injected during injection Means a heating method to be properly injected.
사출온도가 일정하지 않으면 온도차이에 의해 성형품에서 불 균일성이 발생하여, 소결 시 성형품이 수축할 때 불 균일함이 발생하여 제품에 이상변형을 가져 오는 문제점이 있을 수 있다. If the injection temperature is not constant, there may be a problem that the non-uniformity occurs in the molded article due to the temperature difference, the non-uniformity occurs when the molded article shrinks during sintering, resulting in abnormal deformation in the product.
상기에서 가열온도는 사용되는 성형혼합물을 구성하는 금속분말, 세라믹분말 및 바인더 등에 따라 달라질 수 있으며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게는 특히 바인더의 종류 등에 따라 적절한 온도범위를 이론적으로나, 공급업자가 제공하는 사양에 따라 또는 반복실험에 의해 조절할 수 있음은 당연히 이해될 수 있는 것이다. The heating temperature in the above may vary depending on the metal powder, ceramic powder and binder constituting the molding mixture to be used, and those skilled in the art, in particular, a suitable temperature range depending on the kind of binder, etc. Of course, it can be understood that it can be adjusted according to the specifications provided by or by repeated experiments.
그러나, 상기 가열온도가 100℃ 미만인 경우, 성형혼합물의 유동특성이 저하되어 균일한 사출성형이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 500℃를 초과하는 경우 바인더의 기화 등으로 역시 성형이 잘 이루어지지 않게 되는 문제점이 있을 수 있다. However, when the heating temperature is less than 100 ℃, there may be a problem that the flow characteristics of the molding mixture is lowered to not uniform injection molding, on the contrary, if the heating temperature exceeds 500 ℃, the molding is also well formed by evaporation of the binder, etc. There may be a problem that is not made.
또한, 사출압력이 상기한 범위를 벗어나는 경우, 즉, 사출압력이 1,000psi 미만인 경우, 노즐인출이 잘 안되게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 3,000psi를 초과하는 경우, 과부하 및 성형속도에 따른 문제점이 야기될 수 있다. In addition, when the injection pressure is out of the above range, that is, when the injection pressure is less than 1,000psi, there may be a problem that the nozzle withdrawal is not good, if the injection pressure exceeds 3,000psi, causing problems due to overload and molding speed Can be.
상기 (3)의 탈지공정은 상기 성형공정에서의 성형을 위하여 분말들을 결속시키는 바인더를 제거하기 위한 공정으로서, 바람직하게는 1차용매추출 후, 2차열분해의 2단계공정으로 이루어질 수 있다. The degreasing step of (3) is a step for removing a binder that binds the powders for molding in the molding step, and may be preferably a two-step step of secondary pyrolysis after the primary solvent extraction.
상기 1차용매추출은 수득된 성형품을 용매에 침지시켜 바인더를 용출시켜 제거하는 공정으로서, 여기에서 사용되는 용매는 사용되는 바인더에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게는 수용성과 메탄올, 부탄올, 헥산, 다이크로메탄올을 사용할 수 있다.The primary solvent extraction is a process of eluting the obtained molded product in a solvent to elute the binder, the solvent used herein may vary depending on the binder used, preferably water-soluble and methanol, butanol, hexane, dike Romethanol can be used.
또한, 2차열분해는 상기 1차용매추출을 거친 성형품을 가열하여 유기성분인 바인더를 열에 의해 분해, 기화시켜 제거하는 공정으로서, 열분해의 온도는 200 내지 600℃에서 48시간 이내로 가열하는 것으로 이루어질 수 있다. In addition, secondary pyrolysis is a process of heating a molded article subjected to the primary solvent extraction to decompose and vaporize and remove an organic component binder by heat, and the temperature of pyrolysis may be achieved by heating within 200 to 600 ° C. within 48 hours. have.
이때의 가열은 진공분위기 하에서 수행되는 것이 바람직하다. At this time, the heating is preferably carried out in a vacuum atmosphere.
상기 탈지공정에서 바인더 등을 충분히 탈지시키지 못하는 경우, 소결 시 성형품 내부에 기포나 크랙과 같은 결함이 생기는 문제점이 있을 수 있다.If the binder or the like is not sufficiently degreased in the degreasing step, there may be a problem that defects such as bubbles or cracks are generated inside the molded article during sintering.
상기 (4)의 소결공정은 상기 탈지공정을 거친 성형물을 700 내지 1,300℃의 온도범위에서 소결시키는 공정으로서, 이러한 소결에 의해 소정의 성형품을 최종적으로 수득할 수 있게 된다.The sintering step of (4) is a step of sintering the molded product subjected to the degreasing step at a temperature in the range of 700 to 1,300 ° C., and finally, a predetermined molded article can be obtained by such sintering.
상기 소결공정은 바람직하게는 환원성 수소분위기 하에서 이루어질 수 있다. The sintering process may be preferably performed under a reducing hydrogen atmosphere.
이러한 환원성 수소분위기 하에서의 소결은 성형품 내부에 잔존하는 산소를 제거함으로써 공극을 없애고, 치밀한 조직을 얻을 수 있도록 하며, 또한 산화를 방지하도록 기능한다. Sintering under such a reducing hydrogen atmosphere removes oxygen remaining in the molded article to eliminate voids, obtain a dense structure, and also function to prevent oxidation.
상기 소결온도는 상기한 성형혼합물을 구성하는 성분들에 따라 달라질 수 있으나, 700 미만인 경우, 대부분의 금속 및 세라믹을 충분한 경도를 갖도록 소결시키지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 1,300℃를 초과하는 경우, 내포되는 다이아몬드 입자가 열적 손상(damage)을 입게 되어 역시 물리적 특성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다. The sintering temperature may vary depending on the components constituting the molding mixture, but if it is less than 700, there may be a problem that most of the metals and ceramics are not sintered to have a sufficient hardness, on the contrary, if it exceeds 1,300 ℃ In addition, the diamond particles contained therein may be thermally damaged, and thus, physical properties may be degraded.
특히, 소결온도는 소결밀도에 큰 영향을 주며, 그에 따라 제조하고자 하는 성형품의 용도 및 그에 따른 물리적, 기계적 및 화학적 성질 등에 따라 적절한 소 결온도를 선택하여 소결할 수 있음은 당업자에게는 이해될 수 있는 것이다.In particular, the sintering temperature has a great influence on the sintering density, and thus, it can be understood by those skilled in the art that a suitable sintering temperature can be selected and sintered according to the use of the molded article to be manufactured and the physical, mechanical and chemical properties thereof. will be.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교 예들이 기술되어질 것이다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described.
이하의 실시 예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안 될 것이다.The following examples are intended to illustrate the invention and should not be understood as limiting the scope of the invention.
실시예 1 내지 3Examples 1 to 3
소결분말로는 금속분말로서 코발트, 철, 구리, 니켈 금속의 혼합된 분말을 사용하고, 40 내지 50메쉬의 평균입경의 다이아몬드 입자 5용적%, 소결분말 55용적% 및 바인더 40용적%를 잘 혼합하고, 공지의 사출성형기의 입구, 중단점 및 출구의 3점에서 200℃의 온도로 가열하면서 1,850psi의 사출압력으로 사출, 성형하여 성형품을 만들고, 이를 1차용매추출한 후, 진공분위기중, 상압하에서 600℃의 온도로 가열하여 2차열분해시켜 성형품 내에 존재하는 바인더를 완전히 제거한 후, 980℃(실시예 1), 1,100℃(실시예 2) 및 1,200℃(실시예 3)의 온도에서 환원성 수소분위기 하의 로에서 소결시켜 소결체를 수득하였다.As the sintered powder, a mixed powder of cobalt, iron, copper, and nickel metal was used as the metal powder, and 5% by volume of diamond particles, 55% by volume of sintered powder, and 40% by volume of binder were mixed well with an average particle diameter of 40 to 50 mesh. In addition, the injection molding is made by injection and molding at an injection pressure of 1,850 psi while heating to a temperature of 200 ° C. at three points of the inlet, the break point, and the outlet of a known injection molding machine to make a molded article, and after extracting the primary solvent, in a vacuum atmosphere, After heating to a temperature of 600 ° C. under secondary pyrolysis to completely remove the binder present in the molded article, reducing hydrogen at temperatures of 980 ° C. (Example 1), 1,100 ° C. (Example 2) and 1,200 ° C. (Example 3) Sintering was obtained by sintering in a furnace under an atmosphere.
도 1은 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체에 제조방법에 대한 모식도로서 다이아몬드와 혼합분말을 사출성형하는 과정을 나타내고 있으며, 여기에서 수득된 소결체의 파단면을 각각 도 2(실시예 1), 도 3(실시예 2) 및 도4(실시예 3)에 나타내었으며, 파단면의 판독 결과, 표면에 비교적 고르게 다이아몬드 입자들이 단단히 결합되어 분포됨을 확인할 수 있었다.FIG. 1 is a schematic view of a manufacturing method for a diamond tool sintered body by powder injection molding, and shows a process of injection molding diamond and mixed powder, and shows the fracture surface of the sintered body obtained in FIG. 2 (Example 1) and FIG. 3 (Example 2) and FIG. 4 (Example 3), it was confirmed that the diamond particles were firmly bonded and distributed relatively evenly on the surface of the fracture surface.
또한, 소결 후의 소결밀도를 측정하였다. 소결밀도는 실시예 1의 경우, 87.17%, 실시예 2의 경우, 88.24% 및 실시예 3의 경우, 87.57%로 각각 나타났으며, 전체적으로 사용된 금속분말에 따라 더 높은 소결밀도를 가지며 고온소결 일수록 높은 소결밀도를 나타내고, 제품이 요구되는 내부 결함이 없는 다이아몬드와 소결체를 제작하였다. In addition, the sintered density after sintering was measured. The sintered density was 87.17% in Example 1, 88.24% in Example 2 and 87.57% in Example 3, respectively, and had a higher sintered density and high temperature sintering depending on the metal powder used as a whole. The higher the sintered density, the more diamonds and sintered bodies were produced without the internal defects required for the product.
따라서, 본 발명에 의하면 분말사출성형법에 의해 금속분말과 세라믹분말의 혼합물을 성형, 소결시킴에 있어 다이아몬드 입자를 더 포함시켜 함께 소결시켜 초경 공구를 제조할 수 있도록 하는 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법 및 그에 의해 수득되는 다이아몬드 공구 소결체를 수득하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, in the molding and sintering of the mixture of the metal powder and the ceramic powder by the powder injection molding method, the diamond tool sintered body by the powder injection molding method which further includes diamond particles and sinters together to produce a cemented carbide tool And a diamond tool sintered body obtained thereby.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims.
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