KR101996367B1 - 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치에 관한 것이다. 이는, 소결로의 내부에 수용될 수 있는 사이즈를 가지며, 접합 소결할 다수의 접합대상물을 그 상면에 지지하는 경사판과; 상기 경사판의 하부에 배치되어 경사판을 기울어진 상태로 유지하는 받침부와; 상기 경사판의 상부에 구비되는 것으로서, 경사판상의 접합대상물이 미끄러져 내려가는 것을 방지하여, 접합대상물이 중력의 작용에 의해 상호 밀착되게 하는 써포터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치는, 서로에 대해 접합시킬 다수의 접합대상물을 경사판상에 배치하여 중력을 작용을 받도록 함으로써, 소결시 접합대상물이 자체의 무게에 의해 상대편 접합대상물을 가압하여 보다 긴밀히 밀착된 상태로 접합소결이 이루어지게 한다.

Description

텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치{Support device for tungsten cobalt sintered product bonding}

본 발명은 기 소결된 텅스텐 코발트 소결제품을 필요에 의해 접합할 때 사용하는 지지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소결제품이 좁은 공간의 소결로 내부에서도 중력의 작용을 받도록 구성되어, 효율적인 접합을 구현할 수 있게 하는 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치에 관한 것이다.

초경합금과 같은 고 내마모성 소재는 경도가 매우 높으며 단단하므로, 선반의 바이트나 드릴 또는 다이스 등과 같은 기계 가공용 공구에서부터 광산이나 토목 현장에서 바위에 구멍을 천공하는 착암용 공구에 이르기까지 다양하게 사용된다.

이러한 초경합금 중 가장 많이 사용되는 것은, 텅스텐과 코발트로 이루어진 텅스텐-코발트 합금이다. 상기 텅스텐-코발트 합금은 탄화 텅스텐을 주체로 하여 결합금속으로서의 코발트를 포함한 금속으로서, 코발트 가루와 텅스텐 가루를 별도로 준비하여 프레싱 성형(成形)한 다음 온도를 올려 가압 및 소결(燒結)하는 과정을 통해 제작된다.

한편, 상기한 과정을 통해 제작된 다양한 형상의 텅스텐-코발트 소결제품 자체를 상호 접합하여 원하는 형태를 만드는 경우가 많다. 이를테면 개별 소결제품들을 가공하여, 솔더링, 브레이징, 또는 끼워 맞춤 등과 같은 방법으로 조립하는 것이다.

이와 같이 별도로 제작된 다수의 소결제품을 상호 접합시키는 것은, 텅스텐-코발트 합금을 절삭 가공하기 어렵기 때문이기도 하다. 말하자면, 텅스텐-코발트 소결물을 성형하고, 상기 소결물을 절삭 가공하여 원하는 형태로 만드는 것이, 상당한 양의 초경합금의 손실을 수반하고 기술적으로 힘들기 때문이다.

여하튼, 소결제품 자체의 기계 가공을 대신하여, 따로 제작된 독립적 소결물을 접합하는 이른바 접합소결 방법이 행해지고 있다. 이러한 접합소결은, 접합할 대상물인 개별 소결제품을 밀착시킨 상태로 소결로에 넣고 가열하는 과정을 포함한다. 예컨대 두 개의 텅스텐-코발트 소결제품을 밀착시킨 상태로 1400℃ 내지 1500℃ 의 온도로 가열하면, 코발트가 녹으며 계면에서의 코발트가 하나로 합쳐져 접합이 이루어지는 것이다.

상기한 접합소결에 있어서, 보다 효율적인 접합을 위해서는 계면의 코발트가 녹을 때 소결제품을 서로에 대해 가압 밀착시켜주는 것이 중요하다. 하지만 적어도 1000℃ 이상의 고온으로 유지되는 소결로의 내부에 소결제품을 가압하는 별도의 기구적 장치를 설치 운용하는 것은 기술적으로 어려운 일이다.

국내 공개특허공보 제10-2015-0127687호 (상이한 크기 및 형상의 소결 부분들을 접합하는 방법) 국내 공개특허공보 제10-2015-0100349호 (적층방식의 분말소결층이 접합된 웨어 플레이트 및 그 제조방법)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 서로에 대해 접합시킬 다수의 접합대상물을 경사판상에 배치하여 소결시 중력을 작용을 받도록 함으로써, 보다 긴밀히 밀착된 상태로 접합소결이 이루어지게 하는 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치는, 소결로의 내부에 수용될 수 있는 사이즈를 가지며, 접합 소결할 다수의 접합대상물을 그 상면에 지지하는 경사판과; 상기 경사판의 하부에 배치되어 경사판을 기울어진 상태로 유지하는 받침부와; 상기 경사판의 상부에 구비되는 것으로서, 경사판상의 접합대상물이 미끄러져 내려가는 것을 방지하여, 접합대상물이 중력의 작용에 의해 상호 밀착되게 하는 써포터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사판의 상면에는, 경사판과 접합대상물의 사이에 개재되어, 접합대상물이 경사판에 고착되는 것을 방지하는 알루미나페이퍼가 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 경사판은; 일정두께를 갖는 사각플레이트의 형태를 취하며, 그 저면에는 끼움홈이 형성되어 있고, 상기 받침부는; 일정두께를 갖는 직각 삼각형의 형태를 취하며, 세워진 상태로 상기 끼움홈에 끼워져 경사판을 지지하는 받침대인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사판의 하단부에는, 경사판의 경사방향에 직교하는 방향으로 연장된 슬릿형 지지홈이 형성되어 있고, 상기 써포터부는; 상기 지지홈에 착탈 가능하게 끼워지며 상기 접합대상물을 받쳐 지지하는 막대형 스토핑로드를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사판의 상면에는, 다수의 지지홈이 상호 이격되도록 형성되어 있고, 상기 써포터부는; 선택된 지지홈에 착탈 가능하도록 끼워진 상태로, 상기 접합대상물을 지지하는 다수의 스토핑돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사판의 상부에는, 상기 경사판상에 놓여진 접합대상물을 하향 가압하여 접합대상물간의 접합력을 증대시키는 가중바디가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치는, 서로에 대해 접합시킬 다수의 접합대상물을 경사판상에 배치하여 중력을 작용을 받도록 함으로써, 소결시 접합대상물이 자체의 무게에 의해 상대편 접합대상물을 가압하여 보다 긴밀히 밀착된 상태로 접합소결이 이루어지게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치의 측면도이다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 접합용 지지장치의 일부 절제 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치의 또 다른 예를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치의 또 다른 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로, 본 실시예에 따른 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치는, 이미 소결된 소결제품을 상호 밀착시킨 상태로 가열하여 접합소결 시키는데 사용되는 것이다. 이와 같이 기소결제품을 접합시키는 이유는, 기소결제품보다 큰 사이즈의 소결제품이 필요해서 이다. 이하의 설명에서 기소결제품을 접합대상물이라 칭하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치(13)의 측면도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시한 접합용 지지장치의 일부 절제 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 지지장치(13)는, 트레이(15)와, 상기 트레이(15)의 상부에 구비되는 경사판(19)과, 받침부와, 써포터부와, 알루미나페이퍼(23)를 포함한다.

먼저, 상기 트레이(15)는 상부로 개방된 수용공간(15a)을 제공하는 부재로서, 그 내부 영역에 받침대(17), 경사판(19), 스토핑로드(21), 접합대상물(51)을 수용한다. 상기 받침대(17)와 경사판(19)과 스토핑로드(21)는 상호 조립된 상태로 트레이(15)와 함께 소결로(11) 내부로 진입하거나, 소결 완료 후 소결로(11)로부터 인출한다.

이러한 점에 있어서, 상기 트레이(15)는, 상기 받침대(17)와 경사판(19)과 스토핑로드(21)와 접합대상물(51)을, 소결로(11)에 진입시키거나, 소결로(11)로부터 인출하는 서랍의 역할을 하는 것이다.

한편, 상기 경사판(19)은 일정두께를 갖는 사각판으로서, 그 저면에 두 개의 끼움홈(19b)을 갖는다. 상기 끼움홈(19b)은 받침대(17)를 수용하는 홈이다. 상기 각 끼움홈(19b)에 받침대(17)의 상단부를 맞춤으로서 경사판(19)이 경사진 상태를 유지하게 됨은 물론이다. 상기 받침대(17)는 경사판(19)을 일정 각도로 받쳐 지지하는 받침부의 일 예이다.

또한 상기 경사판(19)의 하단부 상면에는 지지홈(19a)이 형성되어 있다. 상기 지지홈(19a)은 경사판의 경사방향에 직교하는 방향으로 연장된 슬릿형 홈으로서 스토핑로드(21)를 착탈 가능하게 지지한다. 상기 스토핑로드(21)는 접합대상물(51)이 경사판의 하부로 미끄러져 내려가는 것을 차단하는 스토핑부로서, 본체(21a)와 끼움돌기(21b)로 이루어진다.

상기 끼움돌기(21b)는 지지홈(19a)의 내부에 삽입되어 지지력을 전달받는 부분이고, 본체(21a)는 경사판(19)의 상면으로부터 상부로 돌출되어 접합대상물(51)을 받치는 역할을 한다. 접합대상물(51)이 본체(21a)에 막혀 미끄러지지 않는 것이다.

상기 받침대(17)는 경사판(19)과 동일한 재질로 제작된 일정두께의 직각삼각형 부재로서, 트레이(15)의 바닥면상에 세워진 상태로 상기 끼움홈(19b)에 끼워져 경사판(19)이 기울어진 상태가 되도록 한다. 상기 경사판(19)이 제공하는 각도 θ는 20도 이상이다.

상기 받침대(17)와 경사판(19)과 스토핑로드(21)는 코발트 보다 상대적으로 높은 융점을 갖는 임의의 소재로 제작할 수 있으며, 예를 들어 그 자체를 텅스텐으로 제작할 수도 있고, 내화용 세라믹으로 제작할 수도 있다.

또한 상기 알루미나페이퍼(23)는 일정두께를 갖는 시트형 부재로서, 상기 경사판(19)과 접합대상물(51)의 사이에 개재된다. 상기 알루미나페이퍼(23)는, 소결 공정시 상기 접합대상물(51)이 경사판(19)에 고착되는 것을 방지한다.

한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 알루미나페이퍼(23)의 상부에 두 개의 접합대상물(51)이 배치되어 있다. 상기 두 개의 접합대상물(51)은, 소결로(11) 내부에서 가열됨에 따라 상호 접합된다. 참고로, 상기 소결로(11)에서의 가열 온도는 1200℃ 내지 1400℃ 정도이고, 가열시간은 10시간 내지 15시간 정도이다.

여하튼, 상기 접합대상물(51)은 상기 경사판(19)에 지지된 상태로 중력의 작용에 의해 서로에 대한 밀착을 유지한다. 가령, 두 개의 접합대상물(51) 중 상측 접합대상물(도면상 우측 접합대상물)은, 경사에 의해 하부로 미끄러지려는 반면, 하측 접합대상물은 스토핑로드(21)에 걸려 고정되어 있으므로, 결국 양측 접합대상물(51)은, 상측 접합대상물에 가해지는 중력의 영향을 받아 가압되는 것이다. 상기 경사판(19)의 경사각이 커질수록 작용하는 중력의 크기도 커짐은 물론이다.

상기와 같이, 상호 밀착하고 있는 접합대상물(51)을 소결로(11) 내에 진입시켜 가열하면, 두 개의 접합대상물(51)이 접합 소결되어 하나의 몸체를 이루게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치의 다른 예를 도시한 사시도이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리키며 그에 관한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도시한 바와 같이, 상기 경사판(19)의 하단부측 상면에 다수의 지지홈(19c)이 형성되어 있다. 상기 지지홈(19c)은 일정직경을 갖는 원형홈으로서 서로에 대해 이격되어 있다.

또한 상기 다수의 지지홈(19c)에는 스토핑돌기(27)가 끼워진다. 상기 스토핑돌기(27)는 선택된 지지홈(19c)에 삽입된 상태로 그 상단부가 경사판(19)의 상부로 돌출되어 접합대상물(51)을 지지한다. 즉 접합대상물(51)이 하부로 미끄러져 내리지 않게 막는 것이다. 상기 스토핑돌기(27)는 경사판(19)과 같은 재질로 제작된다.

이와 같이 다수의 지지홈(19c)을 형성하고 선택된 지지홈(19c)에 스토핑돌기(27)를 끼움으로서, 가령, 접합대상물(51)에 곡면부(51a)가 형성되어 있다 하더라도 해당 접합대상물(51)을 안정적으로 지지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치(13)의 또 다른 예를 도시한 측면도이다.

도면을 참조하면, 상기 경사판(19)에 놓여있는 접합대상물(51)의 상측에 가중바디(31)가 설치되어 있음을 알 수 있다. 상기 가중바디(31)는 일정직경을 갖는 원기둥형 부재로서, 경사판(19)의 제일 높은 위치에서 접합대상물(51)을 경사방향으로 하향 가압하여, 접합대상물(51) 간의 접합력을 증대시키는 역할을 한다. 접합대상물(51)간의 접합소결이 진행되는 동안 가해지는 접합력이 강할수록, 보다 강력한 접합이 이루어짐은 위에 언급한 바와 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치(13)의 또 다른 예를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 필요에 따라, 두 개의 경사판(19)을 마주하도록 배치할 수도 있다. 즉, 경사판(19)을 상호 대응하도록 배치한 상태로, 좌우측 경사판 사이에, 접합대상물(51)을 위치시키는 것이다. 상기 접합대상물(51)은 각자의 경사판(19)에 지지된 상태로 상대편 접합대상물(51)에 접한 상태로 접합 소결된다.

아울러, 상기 경사판(19)의 사이에 밀착되어 있는 접합대상물(51)의 상부에도 가중바디(31)를 올릴 수 있다. 상기 가중바디(31)는 접합대상물(51)을 하향 가압하여, 접합대상물(51)이 보다 강한 힘으로 밀착되게 한다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:소결로 13:지지장치
15:트레이 15a:수용공간
17:받침대 19:경사판
19a:지지홈 19b:끼움홈
19c:지지홈 21:스토핑로드
21a:본체 21b:끼움돌기
23:알루미나페이퍼 27:스토핑돌기
31:가중바디 51:접합대상물
51a:곡면부

Claims (6)

1. 소결로의 내부에 수용될 수 있는 사이즈를 가지며, 접합 소결할 다수의 접합대상물을 그 상면에 지지하는 경사판과;
   상기 경사판의 하부에 배치되어 경사판을 기울어진 상태로 유지하는 받침부와;
   상기 경사판의 상부에 구비되는 것으로서, 경사판상의 접합대상물이 미끄러져 내려가는 것을 방지하여, 접합대상물이 중력의 작용에 의해 상호 밀착되게 하는 써포터부를 포함하고,
   상기 경사판은, 일정두께를 갖는 사각플레이트의 형태를 취하며, 그 저면에는 끼움홈이 형성되어 있고,
   상기 받침부는, 일정두께를 갖는 직각 삼각형의 형태를 취하며, 세워진 상태로 상기 끼움홈에 끼워져 경사판을 지지하는 받침대이고,
   상기 경사판의 하단부에는, 경사판의 경사방향에 직교하는 방향으로 연장된 슬릿형 지지홈이 형성되어 있고,
   상기 써포터부는, 상기 지지홈에 착탈 가능하게 끼워지며 상기 접합대상물을 받쳐 지지하는 막대형 스토핑로드를 갖으며,
   상기 경사판의 상면에는, 다수의 지지홈이 상호 이격되도록 형성되어 있고,
   상기 써포터부는, 선택된 지지홈에 착탈 가능하도록 끼워진 상태로, 상기 접합대상물을 지지하는 다수의 스토핑돌기를 포함하며,
   상기 경사판의 상부에는, 상기 경사판상에 놓여진 접합대상물을 하향 가압하여 접합대상물간의 접합력을 증대시키는 가중바디가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 경사판의 상면에는, 경사판과 접합대상물의 사이에 개재되어, 접합대상물이 경사판에 고착되는 것을 방지하는 알루미나페이퍼가 구비된 것을 특징으로 하는 텅스텐 코발트 소결제품 접합용 지지장치.
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