KR100678590B1 - Multi-layer material and Munufacturing method therefor - Google Patents

Multi-layer material and Munufacturing method therefor Download PDF

Info

Publication number
KR100678590B1
KR100678590B1 KR1020040089191A KR20040089191A KR100678590B1 KR 100678590 B1 KR100678590 B1 KR 100678590B1 KR 1020040089191 A KR1020040089191 A KR 1020040089191A KR 20040089191 A KR20040089191 A KR 20040089191A KR 100678590 B1 KR100678590 B1 KR 100678590B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
insert
molding
layer
mold
Prior art date
Application number
KR1020040089191A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060040019A (en
Inventor
박영석
Original Assignee
(주)엠티아이지
박영석
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엠티아이지, 박영석 filed Critical (주)엠티아이지
Priority to KR1020040089191A priority Critical patent/KR100678590B1/en
Publication of KR20060040019A publication Critical patent/KR20060040019A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100678590B1 publication Critical patent/KR100678590B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/008—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression characterised by the composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/01—Reducing atmosphere
    • B22F2201/013—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/02—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
    • B22F2302/10—Carbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
    • B22F2302/40—Carbon, graphite
    • B22F2302/406—Diamond

Abstract

본 발명은 복합층 재료 및 그 제조방법에 관한 것으로서, The present invention relates to a composite layer material and a method of manufacturing the same,

원료분말을 바인더와 균질하게 혼합하여 성형혼합물을 수득하는 단계; 인서트 분말사출성형장치의 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하는 단계; 상기 성형혼합물을 금형 내로 사출하여 상기 인서트물과 성형혼합물이 일체로 결합된 인서트 성형물을 형성하는 단계; 상기 인서트 성형물을 탈지 처리하는 단계; 탈지 처리된 상기 인서트 성형물을 소결로 내에서 소결 처리하는 단계;를 포함하여 이뤄지며, Homogeneously mixing the raw material powder with a binder to obtain a molding mixture; Inserting the insert at a predetermined position in the mold of the insert powder injection molding apparatus; Injecting the molding mixture into a mold to form an insert molding in which the insert and the molding mixture are integrally combined; Degreasing the insert molding; It comprises a; sintering the insert molding degreasing in a sintering furnace;

금속이나 세라믹 등과 같은 다양한 재료를 이용하여 인서트물이 삽입된 복합층 재료의 형태로 제조하되, 간단한 공정을 통해 구현한다. Various materials such as metals or ceramics are used to prepare the insert in the form of a multi-layer material into which the insert is inserted.

복합층 재료, 제조Composite layer materials, manufacturing

Description

복합층 재료 및 그 제조방법{Multi-layer material and Munufacturing method therefor} Multi-layer material and Munufacturing method therefor}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 복합층 재료의 제조방법의 순서도,1 is a flow chart of a method of manufacturing a composite layer material according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 복합층 재료의 제조방법의 순서도,2 is a flow chart of a method for producing a composite layer material according to another embodiment of the present invention,

도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 복합층 재료의 제조에 있어서 이종 분말사출성형을 통해 인서트 사출성형이 이뤄지는 과정을 나타낸 모식도, 3A to 3I are schematic views illustrating a process of insert injection molding through heterogeneous powder injection molding in the manufacture of a composite layer material according to another embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 복합층 재료의 제조방법의 순서도, 4 is a flow chart of a method for producing a composite layer material according to another embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 복합층 재료의 제조에 있어서 다중 분말사출성형을 통해 인서트 사출성형이 이뤄지는 과정을 나타낸 모식도, 5 is a schematic diagram showing a process of insert injection molding through a multi-powder injection molding in the production of a composite layer material according to another embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 일실시예에 의해 제조된 복합층 재료의 사진, Figure 6 is a photograph of the composite layer material prepared by one embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명에 의해 제조된 복합층 재료의 다양한 예를 나타낸 모식도이다. 7 is a schematic view showing various examples of the composite layer material produced by the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10: 고정금형 22: 제1이동금형10: fixed mold 22: first moving mold

22a: 사출공 24: 제2이동금형22a: injection hole 24: second moving mold

24a: 사출공 100: 제1층24a: injection hole 100: first layer

200: 제2층 210: 원료 공급용 호퍼200: second layer 210: hopper for raw material supply

220: 가소화 실린더 230: 사출용 스크류220: plasticization cylinder 230: injection screw

240: 금형 242: 사출공240: mold 242: injection hole

250: 노즐 A1,B1,C1: 성형혼합물250: nozzles A1, B1, C1: molding mixture

A2,B2,C2: 복합층 K1,K2,: 인서트물A2, B2, C2: Composite layer K1, K2 ,: Insert

본 발명은 복합층 재료 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속이나 세라믹 등과 같은 다양한 재료를 복합층의 형태로 된 하나의 재료로 제조하는 방법으로서, 특히 인서트 사출성형과 분말사출성형을 응용하여 저비용으로 고기능성을 갖는 복합층 재료를 제조하는 방법 및 그에 따라 제조된 복합층 재료에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite layer material and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a variety of materials such as metals and ceramics into a single layer in the form of a composite layer, and particularly, insert injection molding and powder injection molding. The present invention relates to a method for producing a composite layer material having high functionality at low cost and to a composite layer material produced accordingly.

각종 공구 재료나 기계 부품을 제조하기 위하여 다양한 형태의 가공방법이 제안된 바 있다. 이러한 가공방법 중에서 특히, 금속분말을 가압·성형하여 굳히고, 가열하여 소결(燒結)함으로써 목적하는 형태의 금속 제품을 얻는 분말야금이 각광받고 있다. Various types of processing methods have been proposed to manufacture various tool materials or machine parts. Among these processing methods, powder metallurgy which obtains a metal product of the desired form by pressurizing and shaping | molding a metal powder, hardening | curing, and heating and sintering has attracted the spotlight.

분말야금은 주물, 단조와 같은 다른 가공방법으로는 제조가 불가능하거나 매 우 어려운 제품의 제조를 가능하게 해준다. Powder metallurgy makes it possible to produce products that are otherwise difficult or impossible to manufacture with other processing methods such as casting and forging.

예를 들어, 용융온도가 높은 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈 등이나 내화물, 세라믹스 등의 고온재료(高溫材料)는 융해방법을 통한 제조가 어려우나 분말야금을 이용한 제조가 가능하다. For example, high-temperature materials such as tungsten, molybdenum, tantalum, refractory, ceramics, etc., which have a high melting temperature, are difficult to be manufactured through a melting method, but can be manufactured using powder metallurgy.

상호간에 비고용성(非固溶性)을 보이는 금속들(텅스텐-구리, 철-팔라듐)의 합금이나, 초경합금(탄화텅스텐-코발트), 분산강화재료 등의 복합재료(複合材料), 전기접점재료, 구리-흑연과 같은 금속-비금속의 복합재료, 치과용 아말감과 같이 층상조직을 가지는 재료 등도 분말야금을 통한 제조가 가능하다. Alloys of non-soluble metals (tungsten-copper, iron-palladium), composite materials such as cemented carbide (tungsten carbide-cobalt), dispersion reinforcing materials, electrical contact materials, Composite materials of metal-nonmetals such as copper-graphite, materials having a layered structure such as dental amalgam, and the like can also be manufactured through powder metallurgy.

베어링, 필터 또는 스펀지상의 재료와 같은 다공성 재료는 주물로서 얻을 수 없으나 분말야금으로는 제조가 가능하다. Porous materials such as bearings, filters or sponge-like materials cannot be obtained as castings but can be manufactured with powder metallurgy.

한편, 최근에는 이러한 분말야금을 통해 금속-이종 금속, 금속-비금속의 복합재료로 이뤄진 제품을 제조하거나, 이들 재료가 별도의 층을 이루면서 일체로 결합된 복합층 재료 형태의 제품을 제조하는 기술이 각광받는 추세이다. On the other hand, in recent years, such a powder metallurgy to manufacture a product consisting of a composite material of metal-heterometal, metal-non-metal, or to manufacture a product in the form of a composite layer material in which these materials form a separate layer integrally combined The trend is in the spotlight.

예를 들어 기계 부품의 경우, 본체 부분은 일반 금속 분말층으로 형성하고, 다른 부품과 마찰되는 부분은 내마모성 분말이 첨가된 혼합 금속 분말층으로 형성하는 것이다. For example, in the case of a mechanical part, the main body part is formed by a general metal powder layer, and the part which is rubbed with other parts is formed by a mixed metal powder layer to which wear resistant powder is added.

그러나, 분말야금을 이용하여 복합층 재료를 제조하는 기술은 다음과 같은 한계를 갖고 있었다. However, the technique of manufacturing a composite layer material using powder metallurgy has the following limitations.

우선, 분말을 이용하여 성형체를 제작하기 위하여는 몰드 내에 투입된 각 분말층을 펀치와 같은 기구로 가압하여야 하는데, 이 과정에서 내외측의 밀도 편차가 수반되어 균일한 성형이 불가능하므로 복잡한 형상의 제품을 만들기가 곤란하였다. First, in order to manufacture a molded body using powder, each powder layer injected into the mold must be pressurized with a punch-like mechanism. It was difficult to make.

또한, 몰드 내로 각 분말층을 투입하는 공정이 현실적으로 수작업에 크게 의존하는 상황이므로, 생산성이 크게 저하되고 생산 비용이 상승하는 문제점이 있었다. 특히, 이종 분말층이 다층으로 형성되는 경우에는 이러한 문제점이 더욱 심각하였다. In addition, since the process of injecting each powder layer into the mold is actually a situation that greatly depends on the manual work, there is a problem that the productivity is greatly reduced and the production cost increases. In particular, this problem is more serious when the heterogeneous powder layer is formed in multiple layers.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 금속이나 세라믹 등과 같은 다양한 재료를 복합층의 형태로 된 하나의 재료로 제조하는 방법으로서, 특히 인서트 사출성형과 분말사출성형을 응용하여 저비용으로 고기능성을 갖는 복합층 재료의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above problems, and is a method of manufacturing various materials such as metals or ceramics into a single layer in the form of a composite layer, and in particular, by applying insert injection molding and powder injection molding at a low cost. It is an object to provide a method for producing a composite layer material having high functionality.

또한, 본 발명은 이러한 제조방법에 의해 제조된 복합층 재료를 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.
Moreover, another object of this invention is to provide the composite layer material manufactured by such a manufacturing method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원료분말을 바인더와 균질하게 혼합하여 성형혼합물을 수득하는 단계; 인서트 분말사출성형장치의 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하는 단계; 상기 성형혼합물을 금형 내로 사출하여 상기 인서트물과 성형혼합물이 일체로 결합된 인서트 성형물을 형성하는 단계; 상기 인서트 성형물을 탈지 처리하는 단계; 탈지 처리된 상기 인서트 성형물을 소결로 내에서 소결 처리하는 단계;를 포함하여 이뤄진다. The present invention for achieving the above object, the step of homogeneously mixing the raw material powder with a binder to obtain a molding mixture; Inserting the insert at a predetermined position in the mold of the insert powder injection molding apparatus; Injecting the molding mixture into a mold to form an insert molding in which the insert and the molding mixture are integrally combined; Degreasing the insert molding; And sintering the insert molding which has been degreased in a sintering furnace.

보다 바람직하게, 상기 각 층을 형성하는 원료분말은 금속분말, 세라믹분말, 탄화물분말, 글래스분말, 산화물분말, 다이아몬드분말 또는 이들의 혼합물로 이뤄지는 그룹으로부터 선택된다. More preferably, the raw material powder forming each layer is selected from the group consisting of metal powder, ceramic powder, carbide powder, glass powder, oxide powder, diamond powder or mixtures thereof.

보다 바람직하게, 상기 바인더는 유기 바인더이며, 상기 각 원료분말 별 성형혼합물은 해당 원료분말 40~60 vol%와 잔량의 바인더로 이뤄진다. More preferably, the binder is an organic binder, the molding mixture for each raw material powder is composed of the raw material powder 40 ~ 60 vol% and the remaining amount of the binder.

보다 바람직하게, 상기 각 원료분말과 바인더는 80~150℃의 온도 조건에서 2~3시간 동안 균질하게 혼합한다. More preferably, the raw material powder and the binder are mixed homogeneously for 2 to 3 hours at a temperature condition of 80 ~ 150 ℃.

보다 바람직하게, 상기 사출은, 150~500℃로 성형혼합물이 가열된 상태에서 1000~3000 psi의 사출 압력으로 이뤄진다. More preferably, the injection is made at an injection pressure of 1000 ~ 3000 psi in a state where the molding mixture is heated to 150 ~ 500 ℃.

보다 바람직하게, 상기 탈지는 진공로에서 열분해 방식으로 이뤄지되, 80℃에서 600℃까지 20~35℃/hr의 승온 속도로써 가열하여 이뤄진다. More preferably, the degreasing is carried out in a pyrolysis method in a vacuum furnace, by heating at a temperature increase rate of 20 ~ 35 ℃ / hr from 80 ℃ to 600 ℃.

보다 바람직하게, 상기 소결은 환원성 수소 분위기 또는 질소 분위기 하에서 이뤄지되, 원료분말이 금속분말 또는 다이아몬드분말, 이들의 혼합분말로 이뤄진 경우에는 500~1300℃의 제1온도 조건, 원료분말이 세라믹분말 또는 탄화물분말, 글래스분말, 산화물분말, 이들의 혼합분말로 이뤄진 경우에는 1000~1500℃의 제2온도 조건, 원료분말이 상기 제1온도 조건의 분말과 제2온도 조건의 분말의 혼합 분말인 경우에는 500~1300℃의 제3온도 조건이 유지된 상태에서 소정 시간 동안 이뤄진다. More preferably, the sintering is carried out under a reducing hydrogen atmosphere or a nitrogen atmosphere, when the raw material powder is made of metal powder or diamond powder, mixed powder thereof, the first temperature condition of 500 ~ 1300 ℃, the raw material powder is ceramic powder or When the powder is composed of carbide powder, glass powder, oxide powder, and mixed powder thereof, the second temperature condition of 1000 to 1500 ° C, and the raw material powder is a mixed powder of the powder of the first temperature condition and the powder of the second temperature condition It is made for a predetermined time while the third temperature condition of 500-1300 ° C is maintained.

또다른 측면에 의하면 본 발명은, 적어도 2종의 원료분말을 각각의 바인더와 균질하게 혼합하여, 각 원료분말 별 성형혼합물을 수득하는 단계; 이종 분말사출성 형이 가능한 인서트 분말사출성형장치의 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하는 단계; 상기 성형혼합물 중 제1층을 이루는 성형혼합물을 금형 내로 사출하는 단계; 제2층을 이루는 성형혼합물로부터 마지막 층을 이루는 성형혼합물까지 순차적으로 금형 내로 사출하여, 상기 인서트물과 제1층으로부터 마지막 층까지의 성형혼합물이 일체로 결합된 인서트 성형물을 형성하는 단계; 상기 인서트 성형물을 탈지 처리하는 단계; 탈지 처리된 상기 인서트 성형물을 소결로 내에서 소결 처리하는 단계;를 포함하여 이뤄진다. According to another aspect, the present invention comprises the steps of homogeneously mixing at least two kinds of raw powder with each binder to obtain a molding mixture for each raw powder; Inserting the insert at a predetermined position in the mold of the insert powder injection molding apparatus capable of heterogeneous powder injection molding; Injecting a molding mixture constituting a first layer of the molding mixture into a mold; Sequentially injection into the mold from the molding mixture forming the second layer to the molding mixture forming the last layer, thereby forming an insert molding in which the insert and the molding mixture from the first layer to the last layer are integrally combined; Degreasing the insert molding; And sintering the insert molding which has been degreased in a sintering furnace.

보다 바람직하게, 상기 인서트 분말사출성형장치는 하나의 고정금형과 적어도 두개의 이동금형을 구비한 것으로서, 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하며, 고정금형과 제1이동금형이 이루는 공간에 성형혼합물을 사출하여 제1층을 형성한 후, 제1이동금형을 탈형시키고 제2이동금형을 고정금형에 밀접 고정한 상태에서 고정금형과 제2이동금형이 이루는 공간에 성형혼합물을 사출하여 제2층을 형성하며, 상기 제2층의 사출과 동일한 과정을 반복하여 마지막 층까지 형성한다. More preferably, the insert powder injection molding apparatus includes a fixed mold and at least two movable molds, inserts an insert at a predetermined position in the mold, and forms a molding mixture in a space formed by the fixed mold and the first movable mold. After the injection molding to form the first layer, the first moving mold is demolded and the second moving mold is closely fixed to the fixed mold, and the molding mixture is injected into the space formed by the fixed mold and the second moving mold to form the second layer. And repeating the same process as the injection of the second layer to form the last layer.

또다른 측면에 의하면 본 발명은, 적어도 2종의 원료분말을 각각의 바인더와 균질하게 혼합하여, 각 원료분말 별 성형혼합물을 수득하는 단계; 다중 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치의 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하는 단계; 상기 성형혼합물 중 제1층을 이루는 성형혼합물로부터 마지막 층을 이루는 성형혼합물까지 금형 내로 사출하여, 상기 인서트물과 상기 제1층으로부터 마지막 층까지의 성형혼합물이 일체로 결합된 인서트 성형물을 형성하는 단계; 상기 인서트 성형물을 탈지 처리하는 단계; 탈지 처리된 상기 인서트 성형물을 소결로 내 에서 소결 처리하는 단계;를 포함하여 이뤄진다. According to another aspect, the present invention comprises the steps of homogeneously mixing at least two kinds of raw powder with each binder to obtain a molding mixture for each raw powder; Inserting the insert at a predetermined position in the mold of the insert powder injection molding apparatus capable of multiple powder injection molding; Injecting the molding mixture forming the first layer of the molding mixture from the molding mixture forming the last layer into the mold, thereby forming an insert molding in which the insert and the molding mixture from the first layer to the last layer are integrally combined. ; Degreasing the insert molding; And sintering the insert molding which has been degreased in a sintering furnace.

보다 바람직하게, 상기 인서트 분말사출성형장치는 금형 내로 성형혼합물을 사출하는 노즐이 각 층의 형성위치 별로 적어도 2개가 구비된 것으로서, 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하며, 각 층을 이루는 성형혼합물을 각 노즐을 통해 금형 내로 동시에 사출하여 제1층으로부터 마지막 층까지 일체로 결합된 복합층 성형물을 형성한다. More preferably, the insert powder injection molding apparatus is provided with at least two nozzles for injecting a molding mixture into a mold for each layer formation position, and inserts inserts at predetermined positions in the mold, and forms a molding mixture for each layer. Are simultaneously injected into the mold through each nozzle to form a composite layer molding integrally joined from the first layer to the last layer.

본 발명은 금속, 비금속, 금속-이종 금속의 혼합물, 금속-비금속의 혼합물 등 다양한 재료가 별도의 층을 이루면서 일체로 결합된 복합층 재료 형태의 제품을 제조하기 위하여 인서트 사출성형과 분말사출성형을 응용한다. The present invention provides a method of insert injection molding and powder injection molding in order to manufacture a product in the form of a composite layer material in which various materials, such as a metal, a nonmetal, a mixture of metal and dissimilar metals, and a mixture of metal and nonmetal, form a separate layer. Application.

인서트 사출성형은 금속, 회로기판 등의 부품이나 이질, 이색의 수지와 같은 각종 인서트물을 금형 내의 소정 위치에 삽입한 상태에서 수지를 사출하여, 인서트물과 수지층이 일체화된 성형물을 제조하는 기술로서, 하나의 재료로서는 얻기 어려운 부분적인 강도 보강, 방수 기능 향상 등의 다양한 목적으로 이용되고 있다.Insert injection molding is a technology for manufacturing moldings in which an insert and a resin layer are integrated by injecting a resin in a state where components such as metals, circuit boards, and various inserts such as heterogeneous and dissimilar resins are inserted at predetermined positions in a mold. As a material, it is used for various purposes, such as partial strength reinforcement and water resistance improvement which are difficult to obtain as one material.

인서트 사출성형장치의 일반적인 구조를 설명하면, 인서트물이 삽입되는 하부금형(고정금형)이 사출성형장치의 하부플레이트에 고정되고, 하부금형과 합체 및 분리되는 상부금형(이동금형)이 수직이송실린더의 로드에 의해 상하로 이동되는 상부플레이트에 고정된다. When explaining the general structure of the insert injection molding apparatus, the lower mold (fixed mold) into which the insert is inserted is fixed to the lower plate of the injection molding apparatus, and the upper mold (moving mold) to be combined with and separated from the lower mold is a vertical transfer cylinder. It is fixed to the upper plate which is moved up and down by the rod.

상부플레이트의 하향 이동으로 금형이 합체되고, 프레임에 지지된 수직이송 실린더의 가압력으로 금형의 체결력이 유지된 상태에서, 사출 노즐을 통해 용융 수 지를 인서트물이 삽입된 금형 내부로 주입하여 인서트 사출성형물을 얻게 된다. The mold is coalesced by the downward movement of the upper plate, and the mold injection force is injected into the mold into which the insert is inserted through the injection nozzle while the clamping force of the mold is maintained by the pressing force of the vertical transfer cylinder supported by the frame. You get

한편, 분말사출성형(Powder Injection Molding, PIM)은 플라스틱 분야에서 발전된 사출성형 기술과 분말야금 분야에서 발전된 금속 분말 소결 기술이 융합된 기술로서, 절삭가공, 정밀주조, 다이케스팅, 분말야금 등과 같은 기존 기술로는 제조가 곤란하거나 고비용이 소요되는 고기능 복잡 형상의 정밀부품을 저비용으로 양산 가능하도록 해주는 첨단가공기술이다. Powder Injection Molding (PIM) is a combination of injection molding technology developed in the plastics field and metal powder sintering technology developed in the powder metallurgy field, and existing technologies such as cutting, precision casting, die casting, powder metallurgy, etc. Furnace is a high-tech processing technology that enables mass production of high-performance complex precision parts that are difficult to manufacture or expensive.

일반적인 분말사출성형은 분말과 바인더의 혼합공정(Mixing Process) 및 사출성형공정(Injection Molding Process), 탈지공정(Debinding Process), 소결공정(Sintering Process) 등으로 구성되며, 성형재료에 따라 금속사출성형(Metal Injection Molding, MIM) 또는 세라믹사출성형(Ceramic Injection Molding, CIM) 등으로 더욱 분류된다. The general powder injection molding consists of a mixing process of powder and binder, injection molding process, debinding process, and sintering process. It is further classified into (Metal Injection Molding, MIM) or Ceramic Injection Molding (CIM).

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 복합층 재료의 제조방법의 순서도, 도 2는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 복합층 재료의 제조방법의 순서도, 도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 복합층 재료의 제조에 있어서 이종 분말사출성형을 통해 인서트 사출성형이 이뤄지는 과정을 나타낸 모식도이다. 1 is a flow chart of a method for producing a composite layer material according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart of a method for producing a composite layer material according to another embodiment of the present invention, Figures 3a to 3i In the manufacture of the composite layer material according to another embodiment is a schematic diagram showing a process of insert injection molding through heterogeneous powder injection molding.

도 1을 통해 예시된 실시예는 인서트 사출성형과 분말사출성형을 응용하여 복합층 재료를 제조하되 분말사출성형층을 하나의 층만으로 형성하는 것이다. 도 2를 통해 예시된 실시예는 도 1의 실시예를 더욱 응용하여 이종 분말사출성형에 의 해 분말사출성형층을 여러 층으로 형성하는 것이다. The embodiment illustrated through FIG. 1 is to produce a composite layer material by applying insert injection molding and powder injection molding, but to form a powder injection molding layer with only one layer. The embodiment illustrated through FIG. 2 is to further apply the embodiment of FIG. 1 to form a powder injection molding layer into several layers by heterogeneous powder injection molding.

이하에서는 도 1의 실시예가 포함되어 더욱 응용된 도 2의 실시예에 관하여 설명하며, 특히 2종의 원료분말에 의해 복합층이 형성되는 경우를 예시한다. Hereinafter, a description will be given of the embodiment of FIG. 2, which includes the embodiment of FIG. 1 and is further applied, and particularly illustrates a case in which a composite layer is formed by two kinds of raw material powders.

먼저, 2종의 원료분말을 각각의 바인더와 균질하게 혼합하여, 각 원료분말 별 성형혼합물을 수득한다. First, two kinds of raw powders are mixed homogeneously with each binder to obtain a molding mixture for each raw powder.

원료분말로서는, 금속분말, 세라믹분말, 탄화물분말, 글래스분말, 산화물분말, 다이아몬드분말이 사용되며, 이들 각 분말이 필요에 따라 2종 또는 그 이상으로 혼합된 혼합분말이 사용될 수도 있다. As the raw material powder, metal powder, ceramic powder, carbide powder, glass powder, oxide powder and diamond powder are used. A mixed powder in which two or more of these powders are mixed as necessary may be used.

금속분말로서는 예를 들어, Co, Cr, Fe, Cu, Zn, Ti, Ni, Ag, Sn, W, B, Mn 등과 이들의 합금으로 이뤄진 분말이 사용된다. 탄화물분말로서는 예를 들어, WC, TiC, CrC 등이 사용되며, 세라믹분말로서는 Zr, Si 등이 사용된다. As the metal powder, for example, a powder made of Co, Cr, Fe, Cu, Zn, Ti, Ni, Ag, Sn, W, B, Mn, or an alloy thereof is used. As the carbide powder, for example, WC, TiC, CrC and the like are used, and as the ceramic powder, Zr, Si and the like are used.

원료분말은 특히 1~20 ㎛ 정도의 사이즈로 준비되는바, 이보다 큰 사이즈인 경우에는 일반적으로 소결성 및 사출 성형성이 상대적으로 좋지 않고 수축에 의한 변형률이 크며, 이보다 작은 사이즈인 경우에는 일반적으로 바인더와의 균일한 혼합이 어렵고 가격이 상대적으로 비싸기 때문이다. 다만, 이러한 원료분말의 사이즈는 가격이 고려되지 않고 소재의 특성이 우선시 되는 경우라면 나노 사이즈가 될 수도 있으며, 경우에 따라 수십~수백 ㎛의 사이즈가 될 수도 있다. The raw material powder is prepared in a size of about 1 to 20 μm. In the case of a larger size, the sintering property and the injection moldability are generally relatively poor and the strain due to shrinkage is large. It is difficult to uniformly mix with and the price is relatively high. However, the size of the raw material powder may be nano-size if the characteristics of the material is prioritized without considering the price, may be a size of several tens to several hundred μm in some cases.

바인더는 원료분말에 맞춰 선택된 통상의 유기 바인더가 사용되는바, 예를 들어 파라핀왁스, 비닐 아세테이트, 폴리올레핀, 에틸렌 비닐아세테이트 등이 사용되며, 특히 수용성 바인더로서 폴리에틸렌 글리코올, 폴리프로필렌 글리코올, 폴리 비닐 알코올 등이 사용되고, 비수용성 바인더로서 폴리스틸렌, 폴리에틸렌 등이 사용된다. As the binder, a conventional organic binder selected according to the raw material powder is used. For example, paraffin wax, vinyl acetate, polyolefin, ethylene vinyl acetate, and the like are used. Particularly, as the water-soluble binder, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl Alcohol and the like are used, and polystyrene, polyethylene and the like are used as the water-insoluble binder.

각 원료분말과 바인더는 원료분말 40~60 vol%와 잔량의 바인더의 비율로 균질하게 혼합하게 되는데, 이때 80~150℃의 온도 조건에서 2~3시간 동안 혼합한다. 이러한 혼합은 예를 들어, 통상의 더블 플래니터리 믹서(Double planetary mixer) 등을 이용하여 이뤄질 수 있다. Each raw material powder and the binder are homogeneously mixed at a ratio of 40 to 60 vol% of the raw material powder and the remaining amount of binder, and then mixed for 2 to 3 hours at a temperature condition of 80 ~ 150 ℃. This mixing can be accomplished using, for example, a conventional double planetary mixer or the like.

원료분말이 40 vol% 보다 적은 경우에는 사출시 유동성은 좋으나 탈지시 장시간이 소요되며, 60 vol% 보다 많은 경우에는 사출시 성형물이 충분한 강도를 갖지 못할 수 있으므로, 상기 혼합비를 갖도록 혼합하는 것이 바람직하다. When the raw material powder is less than 40 vol%, the fluidity during injection is good, but it takes a long time when degreasing. When the raw material powder is more than 60 vol%, the molding may not have sufficient strength during injection. .

또한, 혼합이 상기 조건보다 낮은 온도 또는 짧은 시간 동안 이뤄지면 바인더가 충분한 유동성을 갖고 혼합되지 않을 수 있으며, 상기 조건보다 높은 온도 또는 긴 시간 동안 이뤄지면 저온용 바인더의 경우 혼합 도중에 탈지 현상을 일으킬 수 있으므로, 상기 혼합 조건을 유지하는 것이 바람직하다. In addition, when the mixing is performed at a temperature lower than the above conditions or for a short time, the binder may not be mixed with sufficient fluidity. If the mixing is performed at a temperature above or above the above conditions, the binder may be degreased during mixing. Therefore, it is preferable to maintain the above mixing conditions.

이렇게 혼합된 결과, 각 원료분말 입자를 바인더가 감싸고 있는 형태의 성형혼합물이 수득되는바, 성형혼합물은 바인더의 상호 결합에 의해 덩어리의 형태를 이룰 수도 있으나 약간의 가압력에 의해 분말 형태(Feed stock)로 쉽게 파쇄된다. As a result of the mixing, a molding mixture in which the raw material powder particles are wrapped in a binder is obtained. The molding mixture may form a lump by mutual bonding of the binders, but may be in powder form by a slight pressing force. Easily shredded.

다음으로, 이종 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치의 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입한다. Next, the insert is inserted at a predetermined position in the mold of the insert powder injection molding apparatus capable of heterogeneous powder injection molding.

인서트물은 예를 들어, 소정 형상으로 이미 성형된 상태인 금속 부재 또는 세라믹 부재, 유리질 부재, 금속-글래스 혼합 소결체 등이 될 수 있다. The insert can be, for example, a metal member or a ceramic member, a glassy member, a metal-glass mixed sintered body, or the like already molded into a predetermined shape.

예를 들어, 절삭용 바이트의 경우, 본체는 일반 탄소강으로 제조되고 절삭부는 초경합금으로 제조된다. 이때, 본체를 일반 탄소강 재료의 인서트물로 준비하고, 절삭부는 초경합금 재료로 성형혼합물을 준비하여, 후술되는 인서트 분말사출성형을 통해 최종 제품을 얻을 수 있다. For example, in the case of a cutting bite, the main body is made of ordinary carbon steel and the cutting part is made of cemented carbide. In this case, the main body may be prepared with an insert of a general carbon steel material, and the cutting unit may prepare a molding mixture with a cemented carbide material, thereby obtaining a final product through insert powder injection molding described below.

다음으로, 이종 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치를 이용하여, 상기 수득된 성형혼합물 중 제1층을 이루는 성형혼합물을 금형 내로 사출하고, 제2층을 이루는 성형혼합물을 금형 내로 사출하여, 제1층과 제2층이 일체로 결합된 복합층 성형물을 형성한다. Next, by using an insert powder injection molding apparatus capable of heterogeneous powder injection molding, a molding mixture constituting the first layer of the obtained molding mixture is injected into the mold, and a molding mixture constituting the second layer is injected into the mold. The first layer and the second layer are integrally formed to form a composite layer molding.

사출성형은 본래 플라스틱 재료, 특히 열가소성수지를 성형하는 가공방법의 하나로서, 수지를 가열 용융 시킨 후 금형 내에 사출하여 성형물을 제조하는 방법이다. Injection molding is one of the processing methods for forming a plastic material, especially a thermoplastic resin, and is a method of manufacturing a molded product by heating and melting a resin and then injecting it into a mold.

특히, 이종 사출성형은, 예를 들어 서로 색이 다른 이종의 합성수지를 하나의 성형물로 제조하는 경우 등에 사용하는 사출성형법으로서, 가전 제품류의 케이싱, 키패드 등의 제조에 사용되는바, 본 실시예에서는 이러한 이종 사출성형을 응용한다. In particular, the heterogeneous injection molding is an injection molding method used for producing heterogeneous resins having different colors from one molding, for example, and is used for the manufacture of casings, keypads, and the like for home appliances. This heterogeneous injection molding is applied.

본 실시예의 이종 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치는 원료 공급용 호퍼와 가소화 실린더, 사출용 스크류, 금형 등이 구비된 통상의 구성을 갖되, 인서트 사출성형이 가능한 기본 구조를 갖추며, 특히 이종 재료를 순차적으로 사출하기 위하여 하나의 고정금형(10)과 두개의 이동금형(22,24)을 구비한 것이다. The insert powder injection molding apparatus capable of heterogeneous powder injection molding according to the present embodiment has a conventional structure including a raw material supply hopper, a plasticizing cylinder, an injection screw, a mold, and the like, and has a basic structure capable of insert injection molding. In order to sequentially inject heterogeneous materials, one fixed mold 10 and two moving molds 22 and 24 are provided.

사출 과정을 보면, 금형 내의 소정 위치에 인서트물(K1)이 삽입된 상태에서, 고정금형(10)과 제1이동금형(22)이 이루는 공간에 제1이동금형(22)의 사출공(22a)을 통해 성형혼합물을 사출하여 제1층(100)을 형성한다(도 3a 내지 도 3c). 제1이동금형(22)의 내부면의 형상은 요구되는 제2층(200)의 형상에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다. In the injection process, in the state where the insert K1 is inserted at a predetermined position in the mold, the injection hole 22a of the first moving mold 22 is formed in the space formed by the fixed mold 10 and the first moving mold 22. Injection molding the molding mixture through) to form the first layer 100 (Figs. 3a to 3c). The shape of the inner surface of the first moving mold 22 may be modified in various forms according to the shape of the second layer 200 required.

이후, 제1이동금형(22)을 탈형시키고(도 3d), 제2이동금형(24)을 고정금형(10)에 밀접 고정하게 되며(도 3e 내지 도 3f), 이 상태에서 고정금형(10)과 제2이동금형(24)이 이루는 공간에 제2이동금형(24)의 사출공(24a)을 통해 성형혼합물을 사출하여 제2층(200)을 형성한다(도 3g). 예시된 제2이동금형(24)의 내부면은 평탄면을 갖도록 형성되어 있지만, 이 또한 요구되는 제2층(200)의 형상에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다. Thereafter, the first moving mold 22 is demolded (FIG. 3d), and the second moving mold 24 is fixed to the fixed mold 10 closely (FIGS. 3e to 3f). In this state, the fixed mold 10 ) And the molding mixture is injected through the injection hole 24a of the second moving mold 24 in the space formed by the second moving mold 24 to form the second layer 200 (FIG. 3G). Although the inner surface of the illustrated second moving mold 24 is formed to have a flat surface, this may also be modified in various forms according to the shape of the second layer 200 required.

이후, 제2이동금형(20)을 탈형시키게 되면(도 3h), 인서트물(K1)과 제1층(100), 제2층(200)이 일체로 결합된 복합층 성형물을 얻게 된다(도 3i). Subsequently, when the second moving mold 20 is demolded (FIG. 3H), a composite layer molding in which the insert K1, the first layer 100, and the second layer 200 are integrally combined is obtained (FIG. 3H). 3i).

이러한 사출은 150~500℃로 성형혼합물이 가열된 상태에서 1000~3000 psi의 사출 압력으로 이뤄지는 것이 바람직하다. This injection is preferably made at an injection pressure of 1000 ~ 3000 psi in a state where the molding mixture is heated to 150 ~ 500 ℃.

사출 온도가 150℃보다 낮은 경우에는 성형혼합물의 유동성이 좋지 않아 균일한 사출성형이 이뤄지지 않을 수가 있으며, 500℃보다 높은 경우에는 바인더의 기화가 발생될 수 있으므로, 상기 조건으로 사출하는 것이 바람직하다. If the injection temperature is lower than 150 ℃ may not be uniform injection molding because the fluidity of the molding mixture is not good, if higher than 500 ℃ may cause the evaporation of the binder, it is preferable to inject under the above conditions.

또한, 사출 압력이 1000 psi 보다 낮은 경우에는 성형혼합물이 노즐로부터 원활하게 사출되지 않을 수가 있으며, 3000 psi 보다 높은 경우에는 분말사출성형장치에 과부하가 걸릴 수 있으므로, 상기 조건으로 사출하는 것이 바람직하다. In addition, when the injection pressure is lower than 1000 psi, the molding mixture may not be injected smoothly from the nozzle, when the injection pressure is higher than 3000 psi, the powder injection molding apparatus may be overloaded, it is preferable to inject under the above conditions.

이러한 사출은 특히 상기 조건하에서 3점 가열방식으로 이뤄지는 것이 바람직한바, 3점 가열방식은 사출성형기에서 사출이 이뤄지는 동안 성형혼합물이 투입되는 입구, 중단점 및 출구 등 적어도 3지점에서 가열 및 유동 제어가 이뤄지는 방식이다. In particular, the injection is preferably performed by a three-point heating method under the above conditions. The three-point heating method controls heating and flow at at least three points such as an inlet, a break point, and an outlet through which the molding mixture is injected during the injection molding machine. This is how it is done.

한편, 도 1의 실시예는 단지 1종의 원료분말만을 사용하며, 사출성형장치도 고정금형과 하나의 이동금형만이 사용되는 점을 제외하고, 상기 과정과 유사한 과정을 거쳐 사출성형이 이뤄지게 된다. On the other hand, the embodiment of Figure 1 uses only one type of raw material powder, injection molding apparatus is injection molding is performed through a similar process to the above, except that only a fixed mold and one moving mold is used. .

2종 이상의 원료분말이 사용되는 경우의 인서트 사출 과정에 대하여 더욱 설명한다. The insert injection process in the case where two or more kinds of raw material powders are used will be further described.

각 원료분말 별 성형혼합물을 수득한 후, 이종 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치의 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입한다. After the molding mixture for each raw powder is obtained, the insert is inserted at a predetermined position in the mold of the insert powder injection molding apparatus capable of heterogeneous powder injection molding.

다음으로, 분말사출성형장치를 이용하여, 수득된 성형혼합물 중 제1층을 이루는 성형혼합물을 금형 내로 사출하고, 제2층을 이루는 성형혼합물로부터 마지막 층을 이루는 성형혼합물까지 순차적으로 금형 내로 사출하여, 인서트물과 제1층으로부터 마지막 층까지 일체로 결합된 복합층 성형물을 형성한다. Next, by using the powder injection molding apparatus, the molding mixture of the first layer of the obtained molding mixture is injected into the mold, and sequentially injected into the mold from the molding mixture of the second layer to the molding mixture of the last layer. Forming a composite layer molding integrally joined with the insert from the first layer to the last layer.

이때, 사용되는 분말사출성형장치는 원료 공급용 호퍼와 가소화 실린더, 사출용 스크류, 금형 등이 구비된 통상의 구성을 갖되, 인서트 사출성형이 가능한 기본 구조를 갖추며, 특히 이종 재료를 순차적으로 사출하기 위하여 하나의 고정금형과 두개 이상의 이동금형을 구비한 것이다. At this time, the powder injection molding apparatus to be used has a conventional structure provided with a hopper for supplying raw materials, a plasticizing cylinder, an injection screw, a mold, etc., and has a basic structure capable of insert injection molding, in particular, injecting different materials sequentially In order to have one fixed mold and two or more moving molds.

사출 과정을 보다 상세하게 보면, 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입한 상태에서, 고정금형과 제1이동금형이 이루는 공간에 성형혼합물을 사출하여 제1층을 형성한 후, 제1이동금형을 탈형시키고 제2이동금형을 고정금형에 밀접 고정한 상태에서 고정금형과 제2이동금형이 이루는 공간에 성형혼합물을 사출하여 제2층을 형성하며, 상기 제2층의 사출과 동일한 과정을 반복하여 마지막 층까지 형성하게 된다. In more detail, the injection process is carried out in a state where the insert is inserted into a predetermined position in the mold, and the injection molding mixture is injected into the space formed by the fixed mold and the first movable mold to form a first layer, and then the first movable mold is formed. The mold is injected into the space formed by the fixed mold and the second movable mold while the second mold is closely fixed to the fixed mold to form a second layer, and the same process as the injection of the second layer is repeated. To form layers.

소위 경사기능재료를 제조하는 경우에는 2종 이상의 분말이 혼합되되, 혼합비 만을 몇 단계로 변화시킨 형태의 혼합분말이 사용될 수도 있다. 예를 들어, A 분말과 B 분말을 혼합하되, 1:4 -> 2:3 -> 3:2 -> 4:1 의 단계로 혼합비를 변화시킨 4 종류의 혼합분말을 사용하는 것이다. In the case of producing a so-called warp functional material, two or more kinds of powders may be mixed, but a mixed powder of a form in which only the mixing ratio is changed in several steps may be used. For example, A powder and B powder are mixed, but four kinds of mixed powders in which the mixing ratio is changed in a step of 1: 4-> 2: 3-> 3: 2-> 4: 1 are used.

본 실시예는 특히 인서트물이 삽입된 형태의 경사기능재료를 제조하는 경우에 유용하게 응용될 수 있으며, 이외에도 2 이상의 재료를 하나의 복합층 재료로서 형성하는 경우에 유용하게 적용될 수 있다. This embodiment may be particularly useful in the case of manufacturing the inclined functional material of the insert inserted form, in addition to the case of forming two or more materials as one composite layer material.

다음으로, 성형물로부터 바인더를 탈지한다. Next, the binder is degreased from the molded product.

탈지는 성형물 내에서 원료분말의 상호 결속을 위하여 첨가되었던 바인더를 제거하는 공정으로서, 본 실시예에서는 진공로에서 열분해 방식으로 탈지가 이뤄지며, 특히 80℃에서 600℃까지 20~35℃/hr의 승온 속도로써 가열하여 이뤄진다. Degreasing is a process of removing the binder added to the mutual binding of the raw material powder in the molding, in this embodiment degreasing is carried out by pyrolysis in a vacuum furnace, in particular in the temperature rise of 20 ~ 35 ℃ / hr from 80 ℃ to 600 ℃ By heating at a rate.

탈지 과정을 보다 상세하게 보면, 승온 초기 온도 범위에서는 바인더가 탈지되기 위한 통로가 사출 성형물 내에 형성되고, 중간 온도 범위에서는 저온용 바인더의 탈지가 이뤄지며, 고온 범위에서는 고온용 바인더의 탈지가 순차적으로 이뤄진다. 이러한 측면에서 상기 온도 범위 내에서 탈지가 이뤄지는 것이 바람직하다. Looking at the degreasing process in more detail, a passage for degreasing the binder is formed in the injection molding in the initial temperature range, the degreasing of the low temperature binder is performed in the intermediate temperature range, and degreasing of the high temperature binder is performed sequentially in the high temperature range. . In this respect, it is preferable that degreasing is performed within the above temperature range.

또한, 탈지 과정의 기술적 측면만으로 볼 때에는 승온 속도가 낮을 수록 바람직하지만, 승온 속도가 너무 낮게 되면 진공로의 고온 분위기를 장시간 유지해야 하며 그 결과 생산비가 상승되고 조업 시간이 증가되므로, 원활한 탈지 과정이 이뤄지는 조건하에서 승온 속도를 최대한 높게 유지하는 것이 실제 제조 측면에서 바람직하다. 그러나, 승온 속도가 과도하게 높아지면 탈지시 성형물의 뒤틀림과 내부 크랙, 기공, 부풀어 오름 현상이 발생될 수 있으므로, 상기 승온 속도로서 탈지가 이뤄지는 것이 바람직하다. In addition, from the technical aspect of the degreasing process, it is preferable that the temperature increase rate is low, but if the temperature increase rate is too low, the high temperature atmosphere of the vacuum furnace must be maintained for a long time, and as a result, the production cost is increased and the operating time is increased. It is desirable in terms of actual manufacturing to keep the rate of heating as high as possible under the conditions achieved. However, if the temperature increase rate is excessively high, since the warping and internal cracks, pores, swelling phenomenon may occur when degreasing, degreasing is preferable as the temperature increase rate.

상기 진공로의 승온 속도는 평균적인 의미를 갖는 것으로서, 탈지 과정 동안 일정한 속도로 계속 승온시키는 방식이 될 수도 있으며, 필요에 따라 중간에 승온을 일시 중지하고 고정 온도를 유지하는 과정이 포함되도록 공정을 운용할 수도 있다. The temperature increase rate of the vacuum furnace has an average meaning, and may be a method of continuously raising the temperature at a constant rate during the degreasing process, and if necessary, the process may be performed to include a process of temporarily stopping the temperature increase and maintaining a fixed temperature in the middle. It can also be operated.

한편, 이러한 탈지 과정에 있어서는 용매 추출 방식의 탈지 공정을 더욱 거치게 할 수도 있는데, 용매 추출 방식은 사출된 성형물을 용매에 침지시켜 바인더를 용출 제거하는 방식이다. Meanwhile, in such a degreasing process, the degreasing process of the solvent extraction method may be further performed. The solvent extraction method is a method of eluting and removing the binder by immersing the injected molding in a solvent.

이때 사용되는 용매는 바인더의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 메탄올, 부탄올, 헥산, 다이크로메탄올 등이 사용될 수 있다. At this time, the solvent used may vary depending on the type of the binder, for example methanol, butanol, hexane, dichromemethanol and the like can be used.

이러한, 용매 추출 탈지 공정이 추가되는 경우에는, 열분해 탈지 공정의 전단계로서 거치게 하는 것이 바람직하다. When such a solvent extraction degreasing process is added, it is preferable to make it go through as a previous stage of a thermal decomposition degreasing process.

다음으로, 탈지된 성형물을 소결로 내에서 소결시킨다. Next, the degreased molding is sintered in a sintering furnace.

소결은 환원성 수소 분위기(또는 질소 분위기) 하에서 이뤄지되, 별도의 소 결로 내에서 이뤄질 수도 있지만 탈지 공정이 완료된 진공로 내에 수소가스를 주입하는 형태로 소결로를 구성할 수도 있다. 이러한 환원성 수소 분위기 하에서 소결이 이뤄지면 성형물 내에 잔존하는 산소가 제거되므로, 공극이 제거되어 치밀한 조직을 얻을 수 있으며, 성형물의 산화도 방지되는 효과를 얻는다. Sintering is performed under a reducing hydrogen atmosphere (or nitrogen atmosphere), but may be performed in a separate sintering furnace, but the sintering furnace may be configured by injecting hydrogen gas into a vacuum furnace in which a degreasing process is completed. When sintering is carried out under such a reducing hydrogen atmosphere, oxygen remaining in the molding is removed, so that voids are removed to obtain a dense structure, and the oxidation of the molding is also prevented.

원료분말이 금속분말 또는 다이아몬드분말, 이들의 혼합 분말로 이뤄진 경우에는 500~1300℃의 제1온도 조건으로 소결하며, 원료분말이 세라믹분말 또는 탄화물분말, 글래스분말, 산화물분말, 이들의 혼합 분말로 이뤄진 경우에는 1000~1500℃의 제2온도 조건으로 소결한다. When the raw powder is composed of metal powder or diamond powder, and mixed powder thereof, the raw powder is sintered under the first temperature condition of 500 to 1300 ° C. The raw powder is ceramic powder or carbide powder, glass powder, oxide powder, and mixed powder thereof. In this case, sintering is carried out under a second temperature condition of 1000 to 1500 ° C.

원료분말이 상기 제1온도 조건의 분말과 제2온도 조건의 분말의 혼합 분말인 경우에는 500~1300℃의 제3온도 조건으로 소결한다. When the raw material powder is a mixed powder of the powder at the first temperature condition and the powder at the second temperature condition, the raw powder is sintered at a third temperature condition of 500 to 1300 ° C.

이러한 온도 조건보다 낮은 온도에서는 해당 분말이 소결되어도 충분한 경도를 갖지 못할 수 있으며, 이보다 높은 온도에서는 소결 분말이 열 손상을 입을 수 있으므로, 이러한 온도 조건을 유지하는 것이 바람직하다. If the powder is sintered at a temperature lower than this temperature condition, the powder may not have sufficient hardness. At higher temperatures, the sintered powder may be thermally damaged, so it is preferable to maintain such a temperature condition.

이때, 소결 과정은 상기 온도 조건하에서 각 원료분말 또는 성형물의 특성에 따라 설정되는 소정 시간 동안 이뤄지게 된다. 이러한 소결 시간은 예를 들어, 수 분 정도의 시간이 될 수도 있으며, 원료분말 또는 성형물의 특성에 따라 2~3 시간정도가 될 수도 있다. At this time, the sintering process is performed for a predetermined time set according to the characteristics of each raw material powder or molding under the above temperature conditions. Such sintering time may be, for example, a time of about several minutes, or may be about 2 to 3 hours depending on the characteristics of the raw material powder or the molding.

이러한 소결이 완료되면 최종적으로 도 7을 통해 예시된 것처럼 인서트물이 삽입된 복합층 재료가 다양한 형태로 얻어질 수 있다. Upon completion of this sintering, the composite layer material with the insert inserted therein may be obtained in various forms, as illustrated in FIG. 7.

도 7의 (a)는 A 하나의 재료층에 인서트물(K1)이 삽입된 형태의 복합층 재료 이며, 도 7의 (b)는 A,B 두가지 재료가 하나의 복합층 재료로 형성되면서 여기에 두개의 인서트물(K1,K2)이 삽입된 경우이며, (c)는 A,B,C 세가지 재료가 하나의 복합층 재료로 형성되면서 여기에 두개의 인서트물(K1,K2)이 삽입된 경우이다. FIG. 7A illustrates a composite layer material in which the insert K1 is inserted into one material layer A, and FIG. 7B illustrates excitation as two materials A and B are formed of one composite layer material. In this case, two inserts (K1, K2) are inserted into each other, and (c) shows that two inserts (K1, K2) are inserted while three materials A, B, and C are formed of one composite layer material. If it is.

도 7의 (b)를 예로 들면, A(저가 재료)-B(고가 재료)과 같은 형태로 구성될 수 있고, A(연질 재료)-B(경질 재료)과 같은 형태로 구성될 수도 있으며, A(금속)-B(세라믹)과 같은 형태로 구성될 수도 있는 등, 다양한 재료층이 하나의 복합층 재료로서 형성될 수 있다. 여기에 특수한 기능을 부여하기 위한 인서트물(K1,K2)이 삽입되어 하나의 복합층 재료를 이루게 된다. For example, FIG. 7B may be configured in the form of A (low cost material) -B (expensive material), may be configured in the form of A (soft material) -B (hard material), Various material layers may be formed as one composite layer material, such as may be configured in the form of A (metal) -B (ceramic). Inserts K1 and K2 for imparting a special function are inserted therein to form one composite layer material.

이러한 복합층 재료는 예를 들어 시계 밴드, 사무기기 부품, 전자 부품, 군수장비의 부품, 반도체 분야의 부품, 자동차 분야의 부품, 공작 기계용 부품 등과 같이 기능 및 가격 측면에서 인서트물이 삽입된 복합층 재료가 요구되는 다양한 분야에서 활용될 수 있다. Such composite layer materials include composite inserts in terms of function and price, such as watch bands, office equipment parts, electronic parts, parts of military equipment, parts in the semiconductor field, parts in the automotive field, parts for machine tools, etc. It can be utilized in various fields where a layer material is required.

본 발명의 또다른 측면의 일실시예를 설명한다. An embodiment of another aspect of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 복합층 재료의 제조방법의 순서도, 도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 복합층 재료의 제조에 있어서 다중 분말사출성형을 통해 인서트 사출성형이 이뤄지는 과정을 나타낸 모식도이다. Figure 4 is a flow chart of a method of manufacturing a composite layer material according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is an insert injection molding through multiple powder injection molding in the production of a composite layer material according to another embodiment of the present invention It is a schematic diagram showing the process performed.

상술한 실시예는 인서트물과 2종 또는 그 이상의 원료분말을 이용하여 복합층 재료를 형성하되, 이종 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치를 응용하여 재료층별로 순차적인 사출 성형이 이뤄지도록 한다. The above-described embodiment forms a composite layer material using an insert and two or more kinds of raw powders, but uses an insert powder injection molding apparatus capable of heterogeneous powder injection molding to sequentially perform injection molding for each material layer. .

이에 비해, 본 실시예에서는 인서트물과 2종 또는 그 이상의 원료분말을 이용하여 복합층 재료를 형성하되, 다중 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치를 응용하여 인서트물이 금형 내에 삽입된 상태에서 2종 이상의 성형혼합물이 금형 각 부위별로 동시에 사출되도록 한다. On the contrary, in the present embodiment, the composite material is formed by using the insert and two or more raw powders, and the insert is inserted into the mold by applying the insert powder injection molding apparatus capable of multiple injection molding. Two or more molding mixtures are to be injected simultaneously for each part of the mold.

먼저, 2종 이상의 원료분말을 각각의 바인더와 균질하게 혼합하여, 각 원료분말 별 성형혼합물을 수득한 후, 다중 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치의 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입한다. First, two or more kinds of raw powders are mixed homogeneously with each binder to obtain a molding mixture for each raw powder, and then inserts are inserted at predetermined positions in the mold of the insert powder injection molding apparatus capable of multiple powder injection molding. .

다음으로, 분말사출성형장치를 이용하여, 수득된 성형혼합물 중 제1층을 이루는 성형혼합물로부터 마지막 층을 이루는 성형혼합물까지 금형 내로 사출하여, 인서트물과 제1층으로부터 마지막 층까지 일체로 결합된 복합층 성형물을 형성한다. Next, by using a powder injection molding apparatus, the injection molding compound forming the first layer from the molding mixture forming the last layer of the obtained molding mixture is injected into the mold, and the insert and the first layer to the last layer are integrally combined. A composite layer molding is formed.

본 실시예의 분말사출성형장치는 원료 공급용 호퍼(210)와 가소화 실린더(220), 사출용 스크류(230), 금형(240) 등이 구비된 통상의 구성을 갖되, 인서트 사출성형이 가능한 기본 구조를 갖추며, 특히 이종 재료(A1,B1,C1)를 부위별로 동시에 사출하기 위하여 금형 내로 성형혼합물을 사출하는 노즐(250) 및 사출공(242)이 각 층(A2,B2,C2)의 형성위치 별로 2개 이상 구비된 것이다. Powder injection molding apparatus of the present embodiment has a conventional configuration provided with a hopper 210 and a plasticizing cylinder 220, an injection screw 230, a mold 240, etc. for the raw material supply, insert injection molding basic In particular, the nozzle 250 and the injection hole 242, which inject the molding mixture into the mold to simultaneously inject the heterogeneous materials A1, B1, and C1 at the same time for each part, form the layers A2, B2, and C2. More than two will be provided for each location.

사출 성형시에는, 금형 내에 인서트물(K1)이 삽입된 상태에서, 각 층을 이루는 성형혼합물(A1,B1,C1)을 각 노즐(250) 및 사출공(242)을 통해 금형(240) 내로 동시에 사출하여, 인서트물(K1)과 제1층으로부터 마지막 층(A2,B2,C2)까지 일체로 결합된 복합층 성형물을 형성하게 된다. At the time of injection molding, in the state where the insert K1 is inserted into the mold, the molding mixtures A1, B1, and C1 forming each layer are introduced into the mold 240 through the nozzles 250 and the injection holes 242. Simultaneously injecting to form an insert K1 and a composite layer molding integrally bonded from the first layer to the last layer A2, B2, C2.

이러한 다중 분말사출성형에 있어서는 2종 이상의 재료가 동시에 사출되므로, 다음과 같은 과정을 거쳐 최종 제품을 제조하게 된다. In the multi-powder injection molding, two or more kinds of materials are injected at the same time, thereby producing a final product through the following process.

먼저, 요구되는 재료층의 형상 및 두께 등에 따라 각 층별 성형혼합물이 주입되는 노즐의 갯수와 위치를 결정하고, 결정된 데이터를 근거로 금형으로 유입되는 원료의 흐름 경로 및 성형물에 형성되는 각 원료의 경계점을 컴퓨터를 통해 예측하는 시뮬레이션을 한다. First, the number and position of nozzles into which the molding mixture is injected in each layer is determined according to the shape and thickness of the material layer required, and the flow path of the raw material flowing into the mold and the boundary point of each raw material formed in the molding based on the determined data. The simulation is performed by computer.

이러한 시뮬레이션 과정에 있어서는 사출 재료의 특성과 이에 따른 사출 조건 등이 함께 고려되며, 시뮬레이션 결과가 요구되는 재료층의 형상 및 두께 등과 일치될 수 있도록 상기 과정을 반복하여 최종적인 노즐의 갯수와 위치, 기타 사출 조건을 결정하게 된다. In the simulation process, the characteristics of the injection material and the injection conditions accordingly are considered together, and the above process is repeated so that the simulation result can be matched with the shape and thickness of the material layer required, and thus the number and position of the final nozzles, etc. The injection conditions will be determined.

다음으로, 상기 성형물로부터 바인더를 탈지한 후, 소결로 내에서 소결시켜 최종적인 복합층 재료를 얻게 된다. Next, the binder is degreased from the molding and then sintered in a sintering furnace to obtain a final composite layer material.

각 단계별 구체적인 공정 조건은 상술한 실시예와 동일하게 적용될 수 있으므로 중복 설명은 생략한다. Specific process conditions for each step may be applied in the same manner as in the above-described embodiment, and thus redundant descriptions thereof will be omitted.

본 실시예는 한번의 사출 공정에 의해 인서트물이 삽입되고 다층으로 구성된 복합층 재료를 제조할 수 있다는 장점을 더욱 제공하게 된다. This embodiment further provides the advantage that an insert can be inserted in a single injection process and a multi-layered composite material can be produced.

< 실시예 ><Example>

원료분말로서 1~5 ㎛의 사이즈를 갖는 A) Co-Fe계를 준비하였고, 바인더로서 저밀도 폴리프로필렌(LDPE), 고밀도 폴리프로필렌(HDPE), 에틸렌 비닐아세테이트 (EVA), 왁스(WAX), 스테아린산(Stearic Acid)을 준비하였다. 인서트물로서는 B) 강재(Steel) 시편을 준비하였다. A) Co-Fe system having a size of 1 ~ 5 ㎛ was prepared as a raw material powder, low density polypropylene (LDPE), high density polypropylene (HDPE), ethylene vinyl acetate (EVA), wax (WAX), stearic acid as a binder (Stearic Acid) was prepared. As inserts, B) Steel specimens were prepared.

준비된 원료분말을 상기 바인더와 1:1의 비율로 혼합하되, 더블 플레니터리 믹서를 이용하여 120℃의 온도로 가열한 상태에서 2시간 동안 혼합하여, 상기 A)에 해당하는 성형혼합물을 수득하였다. The prepared raw powder was mixed with the binder in a ratio of 1: 1, and mixed for 2 hours while heated at a temperature of 120 ° C. using a double planetary mixer to obtain a molding mixture corresponding to A). .

다음, 인서트 분말사출성형장치를 이용하여, 상기 B) 인서트물이 금형 내에 삽입된 상태에서 상기 A) 성형혼합물을 사출하여 A)-B)의 인서트 성형물을 얻었다. Next, using the insert powder injection molding apparatus, the molding mixture of A) was injected by inserting the B) insert into a mold to obtain an insert molding of A) -B).

사출은 3점 가열방식으로 이뤄졌으며, 3점 모두 300℃ 이하의 온도로 유지되는 상태에서 2000 psi의 사출 압력으로 이뤄졌다. Injection was achieved by a three-point heating method, with all three points at an injection pressure of 2000 psi while being maintained at temperatures below 300 ° C.

다음, 진공로를 이용하여 열분해 방식으로 인서트 성형물에 대한 탈지 처리를 하였다. 상온 상태의 진공로를 가열하여 승온시키되 탈지 처리시의 평균 승온 속도가 30℃/hr가 되도록 하였으며, 승온 중에 다음과 같은 온도 유지 과정이 포함되도록 하였다. Next, degreasing treatment was performed on the insert moldings by pyrolysis using a vacuum furnace. The vacuum furnace in the room temperature was heated to raise the temperature, but the average temperature increase rate during the degreasing treatment was 30 ° C / hr, and the following temperature maintenance process was included during the temperature increase.

i) 130℃에서 1시간 동안 유지i) hold at 130 ° C. for 1 hour

ii) 300℃에서 1시간 동안 유지ii) hold at 300 ° C. for 1 hour

iii) 420℃에서 2시간 동안 유지iii) hold at 420 ° C. for 2 hours

다음, 탈지 처리 공정에 연속되는 공정을 통해 인서트 성형물을 소결 처리하였다. Next, the insert molding was sintered through a process subsequent to the degreasing treatment.

이를 위하여, 탈지 처리 공정이 완료된 후에도 진공로를 계속 승온시키면서, 그 내부에 수소가스를 주입하여 환원성 수소 분위기로 만들었다. 이 상태에서 1000 ℃의 온도 조건으로 2시간 동안 유지한 후 노냉하였다. To this end, the vacuum furnace was continuously heated even after the degreasing treatment was completed, and hydrogen gas was injected into the inside of the vacuum furnace, thereby reducing the hydrogen atmosphere. In this state, the mixture was maintained at 1000 ° C. for 2 hours and then cooled in a furnace.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의해 제조된 복합층 재료의 사진이다. 도 6에 의하면, A)-B)가 인서트 성형물 형태의 하나의 복합층 재료로 형성된 것이 확인된다. 미설명된 부호 A'는 재료에 형성된 홀을 나타낸다. 6 is a photograph of a composite layer material produced by one embodiment of the present invention. According to FIG. 6, it is confirmed that A) -B) is formed of one composite layer material in the form of insert molding. Unexplained symbol A 'denotes a hole formed in the material.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.The present invention described above can be embodied in many different forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above embodiments are merely examples in all respects and should not be construed as limiting.

이와 같은 본 발명은, 금속이나 세라믹 등과 같은 다양한 재료를 이용하여 인서트물이 삽입된 복합층 재료의 형태로 제조하되, 간단한 공정을 통해 구현한다. The present invention is manufactured in the form of a composite layer material in which an insert is inserted using various materials such as metal or ceramic, and is implemented through a simple process.

특히, 본 발명은 인서트 사출성형을 응용하므로, 세라믹이나 유리 같은 특수 재료의 인서트물, 저가의 인서트물을 이용하여 다양한 요구 조건을 충족시키는 복합층 재료를 제공한다. In particular, since the present invention applies to insert injection molding, it provides a composite layer material that meets various requirements by using inserts of special materials such as ceramics or glass and low-cost inserts.

또한, 본 발명은 분말사출성형 방식을 응용하므로, 기존의 분말야금으로는 제조가 곤란하거나 고비용이 소요되었던 고기능 복잡 형상의 복합층 재료를 저비용으로 양산 가능하도록 해준다. In addition, since the present invention is applied to the powder injection molding method, it is possible to mass-produce a high-functional complex shape composite layer material that was difficult or expensive to manufacture with conventional powder metallurgy at low cost.

또한, 본 발명은 자동화된 분말사출성형장치를 이용할 수 있으므로, 복합층 재료의 제조에 있어서 생산성을 크게 향상시키고 생산 비용을 절감시키는 효과를 제공한다. In addition, the present invention can utilize an automated powder injection molding apparatus, thereby providing an effect of greatly improving productivity and reducing production costs in the production of composite layer materials.

Claims (12)

삭제delete 적어도 2종의 원료분말을 각각의 바인더와 균질하게 혼합하되, 각 원료분말 별로 해당 원료분말 40~60 vol%와 잔량의 바인더로 이뤄지도록 하여, 각 원료분말 별 성형혼합물을 수득하는 단계;Mixing at least two kinds of raw material powders homogeneously with each binder, wherein each of the raw material powders comprises 40 to 60 vol% of the corresponding raw material powders and the remaining amount of binders, thereby obtaining a molding mixture for each raw material powder; 이종 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치의 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하는 단계;Inserting an insert at a predetermined position in a mold of the insert powder injection molding apparatus capable of heterogeneous powder injection molding; 상기 성형혼합물 중 제1층을 이루는 성형혼합물을 금형 내로 사출하는 단계;Injecting a molding mixture constituting a first layer of the molding mixture into a mold; 제2층을 이루는 성형혼합물로부터 마지막 층을 이루는 성형혼합물까지 순차적으로 금형 내로 사출하여, 상기 인서트물과 제1층으로부터 마지막 층까지의 성형혼합물이 일체로 결합된 인서트 성형물을 형성하는 단계;Sequentially injection into the mold from the molding mixture forming the second layer to the molding mixture forming the last layer, thereby forming an insert molding in which the insert and the molding mixture from the first layer to the last layer are integrally combined; 상기 인서트 성형물을 탈지 처리하는 단계;Degreasing the insert molding; 탈지 처리된 상기 인서트 성형물을 소결로 내에서 소결 처리하는 단계;를 포함하여 이뤄진 것을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방법.And sintering the insert molding which has been degreased in a sintering furnace. 적어도 2종의 원료분말을 각각의 바인더와 균질하게 혼합하되, 각 원료분말 별로 해당 원료분말 40~60 vol%와 잔량의 바인더로 이뤄지도록 하여, 각 원료분말 별 성형혼합물을 수득하는 단계;Mixing at least two kinds of raw material powders homogeneously with each binder, wherein each of the raw material powders comprises 40 to 60 vol% of the corresponding raw material powders and the remaining amount of the binder to obtain a molding mixture for each raw material powder; 다중 분말사출성형이 가능한 인서트 분말사출성형장치의 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하는 단계;Inserting the insert at a predetermined position in the mold of the insert powder injection molding apparatus capable of multiple powder injection molding; 상기 성형혼합물 중 제1층을 이루는 성형혼합물로부터 마지막 층을 이루는 성형혼합물까지 금형 내로 사출하여, 상기 인서트물과 상기 제1층으로부터 마지막 층까지의 성형혼합물이 일체로 결합된 인서트 성형물을 형성하는 단계;Injecting the molding mixture forming the first layer of the molding mixture from the molding mixture forming the last layer into the mold, thereby forming an insert molding in which the insert and the molding mixture from the first layer to the last layer are integrally combined. ; 상기 인서트 성형물을 탈지 처리하는 단계;Degreasing the insert molding; 탈지 처리된 상기 인서트 성형물을 소결로 내에서 소결 처리하는 단계;를 포함하여 이뤄진 것을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방법.And sintering the insert molding which has been degreased in a sintering furnace. 제2항 또는 제3항에 있어서, The method according to claim 2 or 3, 상기 각 층을 형성하는 원료분말은 금속분말, 세라믹분말, 탄화물분말, 글래스분말, 산화물분말, 다이아몬드분말 또는 이들의 혼합물로 이뤄지는 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방법.The raw material powder forming each layer is selected from the group consisting of metal powder, ceramic powder, carbide powder, glass powder, oxide powder, diamond powder or mixtures thereof. 제2항 또는 제3항에 있어서, The method according to claim 2 or 3, 상기 바인더는 유기 바인더인 것을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방법.The binder is a method for producing a composite layer material, characterized in that the organic binder. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 각 원료분말과 바인더는 80~150℃의 온도 조건에서 2~3시간 동안 균질하게 혼합하는 것을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방법.The raw material powder and the binder is a method for producing a composite layer material, characterized in that homogeneously mixed for 2 to 3 hours at a temperature condition of 80 ~ 150 ℃. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 사출은, 150~500℃로 성형혼합물이 가열된 상태에서 1000~3000 psi의 사출 압력으로 이뤄지는 것을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방법.The injection method is a method for producing a composite layer material, characterized in that the injection pressure of 1000 ~ 3000 psi in a state where the molding mixture is heated to 150 ~ 500 ℃. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 인서트 분말사출성형장치는 하나의 고정금형과 적어도 두개의 이동금형을 구비한 것으로서, The insert powder injection molding apparatus has a fixed mold and at least two moving molds, 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하며, 고정금형과 제1이동금형이 이루는 공간에 성형혼합물을 사출하여 제1층을 형성한 후, 제1이동금형을 탈형시키고 제2이동금형을 고정금형에 밀접 고정한 상태에서 고정금형과 제2이동금형이 이루는 공간에 성형혼합물을 사출하여 제2층을 형성하며, 상기 제2층의 사출과 동일한 과정을 반복하여 마지막 층까지 형성하는 것을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방 법.The insert is inserted at a predetermined position in the mold, the molding mixture is injected into the space formed by the fixed mold and the first moving mold to form a first layer, and then the first moving mold is demolded and the second moving mold is placed on the fixed mold. Composite layer characterized in that to form a second layer by injecting the molding mixture in the space formed between the fixed mold and the second movable mold in a closely fixed state, and to repeat the same process as the injection of the second layer to form the last layer Method of manufacture of the material. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 인서트 분말사출성형장치는 금형 내로 성형혼합물을 사출하는 노즐이 각 층의 형성위치 별로 적어도 2개가 구비된 것으로서, In the insert powder injection molding apparatus, at least two nozzles for injecting a molding mixture into a mold are provided for each layer forming position. 금형 내의 소정 위치에 인서트물을 삽입하며, 각 층을 이루는 성형혼합물을 각 노즐을 통해 금형 내로 동시에 사출하여 제1층으로부터 마지막 층까지 일체로 결합된 복합층 성형물을 형성하는 것을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방법.The insert is inserted at a predetermined position in the mold, and the composite mixture forming each layer is simultaneously injected into the mold through each nozzle to form a composite layer molding integrally bonded from the first layer to the last layer. Method of manufacturing the material. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 탈지는 진공로에서 열분해 방식으로 이뤄지되, 80℃에서 600℃까지 20~35℃/hr의 승온 속도로써 가열하여 이뤄지는 것을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방법.The degreasing is carried out in a pyrolysis method in a vacuum furnace, the method of producing a composite layer material, characterized in that the heating is carried out at a temperature increase rate of 20 ~ 35 ℃ / hr from 80 ℃ to 600 ℃. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 소결은 환원성 수소 분위기 또는 질소 분위기 하에서 이뤄지되, The sintering is carried out in a reducing hydrogen atmosphere or a nitrogen atmosphere, 원료분말이 금속분말 또는 다이아몬드분말, 이들의 혼합분말로 이뤄진 경우에는 500~1300℃의 제1온도 조건, If the raw material powder is made of metal powder or diamond powder, and mixed powder thereof, the first temperature condition of 500 ~ 1300 ℃, 원료분말이 세라믹분말 또는 탄화물분말, 글래스분말, 산화물분말, 이들의 혼합분말로 이뤄진 경우에는 1000~1500℃의 제2온도 조건, When the raw material powder is composed of ceramic powder or carbide powder, glass powder, oxide powder, and mixed powder thereof, the second temperature condition of 1000 ~ 1500 ℃, 원료분말이 상기 제1온도 조건의 분말과 제2온도 조건의 분말의 혼합 분말인 경우에는 500~1300℃의 제3온도 조건이 유지된 상태에서 소정 시간 동안 이뤄지는 것을 특징으로 하는 복합층 재료의 제조방법.When the raw material powder is a mixed powder of the powder of the first temperature condition and the powder of the second temperature condition, the composite layer material is produced for a predetermined time while the third temperature condition of 500 ~ 1300 ℃ is maintained Way. 제2항 또는 제3항의 방법에 따라 제조된 것을 특징으로 하는 복합층 재료.A composite layer material prepared according to the method of claim 2 or 3.
KR1020040089191A 2004-11-04 2004-11-04 Multi-layer material and Munufacturing method therefor KR100678590B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040089191A KR100678590B1 (en) 2004-11-04 2004-11-04 Multi-layer material and Munufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040089191A KR100678590B1 (en) 2004-11-04 2004-11-04 Multi-layer material and Munufacturing method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060040019A KR20060040019A (en) 2006-05-10
KR100678590B1 true KR100678590B1 (en) 2007-02-02

Family

ID=37147081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040089191A KR100678590B1 (en) 2004-11-04 2004-11-04 Multi-layer material and Munufacturing method therefor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100678590B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2797746C (en) * 2009-04-29 2021-12-07 Maetta Sciences Inc. A method for co-processing components in a metal injection molding process, and components made via the same
JP5149946B2 (en) * 2010-09-28 2013-02-20 株式会社Ｋ・Ｓ・Ａ Method for producing filler metal and filler material
KR101900817B1 (en) 2017-02-13 2018-09-20 스카이다이아몬드 주식회사 Dual type grinding wheel and fabricating method of the same
KR102492904B1 (en) * 2021-08-19 2023-01-27 신승목 Laminated powder warm forming method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060040019A (en) 2006-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106735186B (en) A kind of method that 3D printing-isostatic cool pressing prepares titanium alloy multi-stage gear
EP1300209A2 (en) Process of metal injection molding multiple dissimilar materials to form composite parts
KR100725209B1 (en) Powder injection molding method for forming article comprising titanium and titanium coating method
CN104711442A (en) Method for manufacturing hard alloy by 3D printing
KR100768700B1 (en) Fabrication method of alloy parts by metal injection molding and the alloy parts
US7063815B2 (en) Production of composite materials by powder injection molding and infiltration
KR100749395B1 (en) Powder injection molding product, titanium coating product, sprayer for titanium coating and paste for titanium coating
CN1814838A (en) Metal ceramic material and formation technology
CN102985198B (en) For the manufacture of the method for sintered-carbide product
US20070009754A1 (en) Co-continuous metal-ceramic article and method for manufacture thereof
CN114101678B (en) Preparation method of metal-ceramic composite material
KR100678590B1 (en) Multi-layer material and Munufacturing method therefor
KR100678589B1 (en) Multi-layer material and Munufacturing method therefor
KR100650409B1 (en) Manufacturing method of complex-shaped workpiece using powder injection molding and workpiece therefrom
WO2019155078A1 (en) Method for producing a porous moulded body and porous moulded body
KR100629323B1 (en) Multi-layer material and Munufacturing method therefor
JPH09324202A (en) Sintered die for forming and forming thereof
US20040146424A1 (en) Production of component parts by metal injection moulding (mim)
KR101635792B1 (en) The preparing method of aluminum/silicon carbide metal matrix composites and the aluminum/silicon carbide metal matrix composites thereby
TW202206202A (en) Electric current sintering apparatus and electric current sintering method
KR20100067306A (en) A sinter and manufacturing method of the same
JP3680552B2 (en) Manufacturing method of composite material parts
US20230013537A1 (en) Superhard material-containing objects and methods of production thereof
KR100563770B1 (en) Manufacturing method of sintered diamond tool by metal powder injection molding process
JP2000072556A (en) Powder sintered compact by injection molding and its production

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130206

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140228

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150128

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180730

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190409

Year of fee payment: 13

R401 Registration of restoration