KR20130013819A - Method of manufacturing a composite roll with hardmetal cemented carbides for rolling - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of a composite roll of cemented carbide for rolling is provided to manufacture a composite roll of cemented carbide for rolling with strength strong against heat crack and damage, and to improve the rolling productivity. CONSTITUTION: A manufacturing method of a composite roll of cemented carbide for a rolling comprises the followings of: the step(S110) of preparing cemented carbide powder, the step of(S120) of forming a hollow sleeve molding of an outer layer of cemented carbide with the cemented carbide powder, the step(S130) of forming a hollow sleeve body of the outer layer of cemented carbide by sintering the hollow sleeve molding of the outer layer of cemented carbide, the step(S200) forming the composite sleeve by inserting an steel inner layer hollow sleeve into the inner bore of the hollow sleeve body of the outer layer of cemented carbide, the step of coating(S300) an mold releasing agent on the outer surface of the steel inner layer hollow sleeve or the inner surface of the hollow sleeve body of the outer layer of cemented carbide and inserting the composite sleeve into the inner bore of a cylindrical steel jig to form a cylindrical triple composition, the step(400) of heating the composite slab and the cylindrical triple combination of the cylindrical steel jig in a vacuum furnace to perform the spread bonding on a bonding layer including the interface of the outer layer hollow sleeve sinister of the cemented carbide and the steel inner layer hollow sleeve, and the step(S500) of separating the composite role of cemented carbide for rolling from the cylindrical combination by breaking away the cylindrical steel jig. [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S110) Preparing cemented carbide powder; (S120) Molding a hollow outer layer sleeve molding of cemented carbide; (S130) Forming a hollow sintered outer layer sleeve body of the cemented carbide by sintering the hollow sleeve molding; (S150) Preparing an iron-based hollow inner layer sleeve; (S200) Forming a composite sleeve by inserting the hollow inner layer sleeve to the interior of the hollow sintered outer layer sleeve body; (S300) Coating a mold releasing agent and inserting the composite sleeve to the interior of a cylindrical steel jig to form a cylindrical triple composite body; (S400) Heating the cylindrical triple composite body in a vacuum furnace to perform spread bonding on the interface of the hollow sintered outer layer sleeve and the hollow inner layer sleeve; (S500) Removing the cylindrical steel jig from the triple composite body and separating a composite roll

Description

압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법 {Method of Manufacturing A Composite Roll with Hardmetal Cemented Carbides for Rolling} Manufacturing method of cemented carbide composite roll for rolling {Method of Manufacturing A Composite Roll with Hardmetal Cemented Carbides for Rolling}

본 발명은 압연기에서 소재를 압연하기 위하여 사용되는 압연 롤에 관한 것으로서, 특히 인성(靭性)이 우수한 철계(鐵系) 재료로 만들어진 내층부와 고경도의 초경 합금제 외층부로 이루어져서 압연용으로 바람직한 압연용 복합롤의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling roll used for rolling a material in a rolling mill, and more particularly, comprising an inner layer part made of iron-based material having excellent toughness and an outer layer part made of a hard cemented carbide, which is preferable for rolling. It relates to a method for producing a composite roll for use.

압연기에서는 압연 공정이 수행되는 대상이 되는 소재를 압연하기 위해서는 압연 대상이 되는 소재와 비교할 때 보다 고경도를 가진 압연 롤이 사용되는데, 압연기에서 압연되는 판재인 압연 판의 표면 품질의 향상을 도모하면서도 압연기에서 사용되는 압연 롤의 내식성과 내마모성을 향상시키기 위하여, 종래부터 열간 압연에서는 회주철 롤이나 하이스피드 스틸(high-speed steel)계의 롤이 사용되어 왔으며, 그리고 냉간 압연에서는 크롬계나 세미 하이스피드(semi-high-speed) 단강(鍛鋼) 롤이 널리 이용되어 왔다.In the rolling mill, a rolling roll having a higher hardness is used in order to roll the material to which the rolling process is performed, compared with the material to be rolled, while improving the surface quality of the rolled plate, which is a sheet rolled in the rolling mill. In order to improve the corrosion resistance and abrasion resistance of the rolling rolls used in the rolling mill, gray cast iron rolls or high-speed steel rolls have been conventionally used in hot rolling, and chrome or semi high speed (cold rolling) has been used in cold rolling. Semi-high-speed forged steel rolls have been widely used.

또한, 최근에는 하이스피드 스틸 롤 등에 비해 내마모성이 현격히 우수한 초경합금제의 롤이 개발되었다. 초경 합금은 탄화 텅스텐(WC)을 Co, Ni, Fe 등의 바인더 금속 원소로 결합한 소결 합금이며, WC 이외에 Ti, Ta, Nb 등의 탄화물을 함유하는 경우가 있다.In recent years, rolls of cemented carbide have been developed which are significantly superior in wear resistance compared to high speed steel rolls and the like. The cemented carbide is a sintered alloy in which tungsten carbide (WC) is bonded to a binder metal element such as Co, Ni, Fe, etc., and may contain carbides such as Ti, Ta, Nb, etc. in addition to WC.

이와 관련하여 공개된 종래 기술의 예를 살펴보면, 예컨대 일본 특허공고 특공소 58-39906호는 인성이 우수한 강철 제품의 축 재료에 0.1/1000 정도의 열 수축률로 WC-Co-Ni-Cr계 초경 합금제 슬리브를 끼워 맞추어져서, 슬리브의 측면이 고정 링, 스페이서 링 등에 의해 기계적으로 축 재료에 고정된 선재 압연용의 소형 슬리브 롤을 개시하고 있다. 이런 종류의 초경합금제 슬리브 롤은 약 100~500mm의 외경 및 약 10~300mm의 길이를 가지는 비교적 짧은 길이이다.Looking at the example of the prior art published in this regard, for example, Japanese Patent Publication No. 58-39906 is a WC-Co-Ni-Cr cemented carbide alloy with a heat shrinkage of about 0.1 / 1000 in the shaft material of steel products having excellent toughness. The sleeve is fitted, and a small sleeve roll for wire rod rolling is disclosed in which the side surface of the sleeve is mechanically fixed to the shaft material by a fixing ring, a spacer ring, or the like. Carbide sleeve rolls of this kind are relatively short in length with an outer diameter of about 100-500 mm and a length of about 10-300 mm.

일본 공개특허공보 특개평 10-5823호는 용제의 강계 재료로 이루어지는 내층 슬리브와 그 외주에 확산 접합시킨 초경합금제 외층 슬리브와, 상기 내층 슬리브 내에 수축 맞춤(shring fitting)에 의해 고정된 축 재료로 이루어지고, 상기 초경합금은, 주기율표의 IVa~VIa족 원소의 탄화물, 질화물 및 탄질화물(carbonitride)의 경질 입자 중 적어도 1종을 60~90중량%와, 잔부로서 실질적으로 Fe, Ni, Co, Cr, Mo 및 W 중 적어도 1종의 금속 분말로 이루어지는 혼합 분말의 소결체이며, 외층 슬리브의 표면에 100MPa 이상의 원주 방향의 압축 잔류 응력이 부여되어 있는 복합 슬리브를 개시하고 있다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 10-5823 consists of an inner layer sleeve made of a steel-based material of a solvent, an outer layer sleeve made of cemented carbide that is diffusion-bonded to its outer circumference, and a shaft material fixed by shrink fitting in the inner layer sleeve. The cemented carbide is composed of 60% to 90% by weight of at least one of the hard particles of carbides, nitrides and carbonitrides of group IVa to VIa elements of the periodic table, and is substantially Fe, Ni, Co, Cr, A sintered body of a mixed powder composed of at least one metal powder of Mo and W is disclosed, and a composite sleeve having a compressive residual stress in the circumferential direction of 100 MPa or more is applied to the surface of an outer layer sleeve.

이들 초경합금 롤은 종래의 주조 롤이나 단조 롤에 비해 현격히 우수한 내마모성 및 내파쇄성(spalling resistance)을 가지며. 그 중에서도 일본 특개평 10-5823호의 복합 롤은 앞서 설명된 일본 특소공 58-39906호의 조립식 초경 롤에서의 고정 부재가 불필요하다는 이점을 가진다.These cemented carbide rolls have significantly better wear and spalling resistance than conventional cast rolls or forging rolls. Among them, the composite roll of Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-5823 has the advantage that the fixing member in the prefabricated carbide roll of Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-39906 described above is unnecessary.

또한, 일본 공개특허공보 특개 2002-301506호는 철계 재료로 이루어지는 내층과 탄화 텅스텐 입자를 포함하는 초경합금으로 이루어지는 1층 이상의 중간층으로 이루어지고, 상기 중간층에 금속 접합된 탄화 텅스텐 입자를 포함하는 초경합금제 외층으로 이루어지고, 상기 중간층 중의 탄화 텅스텐 입자의 함유량이 상기 외층 중의 탄화 텅스텐 입자의 함유량보다 적은 복합 롤을 개시하고 있다.Further, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-301506 consists of an inner layer made of an iron-based material and one or more intermediate layers made of a cemented carbide containing tungsten carbide particles, and a cemented carbide outer layer containing tungsten carbide particles metal bonded to the intermediate layer. The composite roll which consists of less than the content of the tungsten carbide particle in the said outer layer is disclosed.

이상에서 살펴본 바와 같이 초경합금 롤은 텅스텐 카바이드(WC) 등의 탄화물의 비율이 높기 때문에, 압연 롤로 사용하는 경우에 강판의 표면 눌어붙음(seizure)이 적을 뿐만 아니라, 롤 표면으로부터의 열의 유입량이 적고, 열팽창율도 작기 때문에, 종래의 철을 기본으로 한 합금계 롤보다 열충격이 작은 장점이 있기에 그 사용이 확대되는 추세에 있는데, 종래 기술에 따르면 초경과 강재 또는 철재가 직접적으로는 잘 결합되지 않기에 별도의 기계적인 결합 수단을 사용하거나, 별도의 중간층을 두거나, 아니면 바인더로서 서멧 분말을 이용하는 방식을 채택하여야 하는 불편함이 있으며, 나아가 그 접합 공정에서도 캔으로 밀봉하여 고온 가압 장치(HIP)를 이용하여　접합하는 등 접합 단계에서의 별도의 부가적인 수단을 강구하여야 하기에 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.As described above, the cemented carbide roll has a high ratio of carbides such as tungsten carbide (WC), so that when used as a rolling roll, the surface seizure of the steel sheet is small, and the amount of heat flowing from the roll surface is small. Since the thermal expansion coefficient is also small, the thermal shock is smaller than that of conventional iron-based alloy rolls, and the use thereof is being expanded. According to the prior art, cemented carbide and steel or Steel is directly, using a separate mechanical coupling means on the not well bonded to it, place a separate intermediate layer, or which is inconvenient to adopt the method using the cermet powder as a binder, as in addition the joining step can There is a problem in that the manufacturing cost increases because a separate additional means in the bonding step, such as sealing and bonding using a high pressure press (HIP) must be taken.

그리고, 한국 특허공개번호 제 10-2004-0056889호(2004.7.1.)에는 공구강 또는 탄소강 위에 초경 금속을 용사코팅하는 방법으로서, 제 1층으로 금속계 고내식성 Cr-Fe-Ni-Mo-B계 용사코팅을 실시하고, 제 2층으로 WC-Co-Cr계 초경 용사코팅을 실시하여 내식성과 내마모성을 향상시킨 텅스텐 카바이드(WC)계 초경 용사코팅 롤을 제조하는 방법이 개시되어 있는데, 그러나 이와 같이 용사 코팅에 의한 방법을 사용하는 경우에는 그 접합 강도가 낮아서 장기간 사용시에 박리 현상이 발생하는 문제점이 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-2004-0056889 (2004.7.1.) Discloses a method of spray coating cemented carbide on tool steel or carbon steel, and has a metal-based high corrosion resistance Cr-Fe-Ni-Mo-B system as a first layer. There is disclosed a method of manufacturing a tungsten carbide (WC) cemented carbide spray roll having a thermal spray coating and a WC-Co-Cr cemented carbide spray coating as a second layer to improve corrosion resistance and wear resistance. In the case of using the spray coating method, there is a problem in that the bonding strength is low and peeling phenomenon occurs during long-term use.

따라서, 초경 합금으로 이루어진 외층부와, 철계 내층부 사이의 보다 간편하고 적절한 접합 수단을 강구함으로써 내식성과 내마모성이 우수할 뿐 아니라, 열 균열이나 파손 등의 사고가 일어나기 어려운 압연용 초경 합금제 복합 롤에 대한 필요성이 높아지고 있다.Therefore, by obtaining a simpler and more suitable joining means between the outer layer portion made of cemented carbide and the iron-based inner layer portion, the rolled cemented carbide composite roll is not only excellent in corrosion resistance and abrasion resistance, but also hard to cause accidents such as thermal cracking and breakage. The need for

초경 합금으로 이루어진 외층부와, 철계 내층부 사이의 보다 간편하고 적절한 접합 수단을 구비하며, 그리하여 내식성과 내마모성이 우수할 뿐 아니라, 열 균열이나 파손에 강한 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법을 제공하는 것이다.Easier and more suitable joining means between the outer layer portion made of cemented carbide and the iron-based inner layer portion, thereby providing a method for producing a rolled cemented carbide composite roll not only excellent in corrosion resistance and abrasion resistance, but also resistant to thermal cracking and breakage. To provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내식성과 내마모성이 우수한 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조하기 위한 방법으로서, In order to achieve the above object, the present invention is a method for producing a composite cemented carbide composite roll excellent in corrosion resistance and wear resistance,

WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 합금 분말을 준비하는 단계와;Preparing an alloy powder of WC-Ni-Si-B based cemented carbide;

상기 합금 분말로 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체를 성형하는 단계와;Molding the outer layer hollow sleeve molded body of the WC-Ni-Si-B-based cemented carbide with the alloy powder;

WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체를 소결하여 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체를 형성하는 단계와;Sintering the outer layer hollow sleeve molded body of the WC-Ni-Si-B-based cemented carbide alloy to form the outer layer hollow sleeve sintered body of the cemented carbide;

철계 내층부 중공 슬리브를 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체의 내경에 끼워넣어 복합 슬리브를 형성하는 단계와;Inserting the iron inner layer hollow sleeve into the inner diameter of the outer layer hollow sleeve sintered body of the WC-Ni-Si-B based cemented carbide to form a composite sleeve;

상기 복합 슬리브의 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체의 외표면 또는 원통형 스틸 지그의 내표면에 이형제를 도포하고 상기 복합 슬리브를 원통형 스틸 지그의 내경에 삽입하여 원통형 3중 조합체를 형성하는 단계와; A release agent is applied to the outer surface of the hollow sleeve sintered body of the outer layer of the WC-Ni-Si-B-based cemented carbide of the composite sleeve or the inner surface of the cylindrical steel jig, and the composite sleeve is inserted into the inner diameter of the cylindrical steel jig to form a cylindrical triple Forming a combination;

상기 복합 슬리브와 상기 원통형 스틸 지그의 원통형 3중 조합체를 진공로에서 가열하여 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체와 철계 내층부 중공 슬리브의 계면을 포함한 접합층에서 확산 접합이 이루어지도록 하는 단계와; 그리고The cylindrical triple combination of the composite sleeve and the cylindrical steel jig was heated in a vacuum furnace to diffuse-bond at the bonding layer including the interface between the outer hollow sleeve sintered body of the WC-Ni-Si-B based cemented carbide and the iron inner hollow hollow sleeve. Making this happen; And

상기 원통형 3중 조합체로부터 상기 원통형 스틸 지그를 탈형하여 압연용 초경 합금제 복합 롤을 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a cemented carbide composite roll for rolling comprising the step of demolding the cylindrical steel jig from the cylindrical triple combination to separate the cemented carbide composite roll for rolling.

본 발명에 따르면, 초경 합금으로 이루어진 외층부와, 철계 내층부 사이의 계면을 포함한 접합층을 보다 간편한 방법으로써 더욱 단단하게 확산 접합시킬 수 있도록 함으로써 내식성과 내마모성이 우수할 뿐 아니라, 열 균열이나 파손에 강한 압연용 초경 합금제 복합 롤을 제조할 수 있게 되고, 나아가 그 적용에 따라서 압연 장비의 수리비 절감과 압연 생산성 향상 등의 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the bonding layer including the interface between the cemented carbide outer layer portion and the iron-based inner layer portion can be more firmly diffused and bonded by a simpler method, thereby providing excellent corrosion resistance and abrasion resistance, as well as thermal cracking or damage. It is possible to manufacture a cemented carbide composite roll for strong resistance, and furthermore, depending on the application, it is possible to obtain the effect of reducing the repair cost of the rolling equipment and improving the rolling productivity.

도 1a는 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 복합 롤의 사시도.
도 1b는 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 복합 롤의 횡단면도.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조하기 위한 방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조하는 단계에서 사용되는 원통형 3중 조합체의 실시예들을 도시한 도면.
도 4a는 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤의 접합부의 SEM 광학사진의 SEI 이미지를 도시한 도면.
도 4b는 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤의 접합부의 SEM 광학사진의 COMPO 이미지를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤의 접합부에 대한 FE-SEM EDS 분석의 시료 위치를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤의 접합부에서의 성분 변화를 연속적인 그래프 형태로 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤의 접합부에 대한 EPMA를 이용한 분석 결과를 도시한 도면.Figure 1a is a perspective view of a cemented carbide composite roll prepared in accordance with the present invention.
Figure 1b is a cross-sectional view of a cemented carbide composite roll for producing according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing a preferred embodiment of the method for producing a rolled cemented carbide composite roll prepared according to the present invention.
3A and 3B show embodiments of a cylindrical triple combination used in the manufacture of a rolled cemented carbide composite roll prepared according to the present invention.
Figure 4a is a view showing the SEI image of the SEM optical photograph of the joint of the cemented carbide composite roll for rolling prepared according to the present invention.
Figure 4b is a view showing the COMPO image of the SEM optical photograph of the joint of the cemented carbide composite roll for rolling prepared according to the present invention.
5 is a view showing a sample position of the FE-SEM EDS analysis for the joint of the cemented carbide composite roll for rolling prepared according to the present invention.
Figure 6 is a view showing the component changes in a continuous graph form at the joint of the cemented carbide composite roll for rolling prepared according to the present invention.
7 is a view showing an analysis result using EPMA for the joint of the cemented carbide composite roll for rolling prepared according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, According to a preferred embodiment of the present invention, in the method of manufacturing a cemented carbide composite roll for rolling, as shown in Figure 2,

초경 합금 분말을 준비하는 단계(S110)와;Preparing a cemented carbide powder (S110);

상기 초경 합금 분말로 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체를 성형하는 단계(S120)와;Molding the outer layer hollow sleeve molded body of the cemented carbide with the cemented carbide powder (S120);

상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체를 소결하여 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체를 형성하는 단계(S130)와;Sintering the outer layer hollow sleeve molded body of the cemented carbide to form the outer layer hollow sleeve sintered body of the cemented carbide (S130);

철계 내층부 중공 슬리브를 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체의 내경에 끼워넣어 복합 슬리브를 형성하는 단계(S200)와;Inserting the iron inner layer hollow sleeve into the inner diameter of the outer layer hollow sleeve sintered body of the cemented carbide to form a composite sleeve (S200);

상기 복합 슬리브의 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체의 외표면 또는 원통형 스틸 지그의 내표면에 이형제를 도포하고 상기 복합 슬리브를 원통형 스틸 지그의 내경에 삽입하여 원통형 3중 조합체를 형성하는 단계(S300)와; Applying a release agent to the outer surface of the outer layer hollow sleeve sintered body of the cemented carbide of the composite sleeve or the inner surface of the cylindrical steel jig and inserting the composite sleeve into the inner diameter of the cylindrical steel jig to form a cylindrical triple combination (S300); )Wow;

상기 복합 슬리브와 상기 원통형 스틸 지그의 원통형 3중 조합체를 진공로에서 가열하여 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체와 철계 내층부 중공 슬리브의 계면을 포함한 접합층에서 확산 접합이 이루어지도록 하는 단계(S400)와; 그리고Heating the composite sleeve and the cylindrical triple combination of the cylindrical steel jig in a vacuum furnace so that diffusion bonding is performed at a bonding layer including an interface between the outer layer hollow sleeve sintered body of the cemented carbide and the iron inner layer hollow sleeve (S400). Wow; And

상기 원통형 3중 조합체로부터 상기 원통형 스틸 지그를 탈형하여 압연용 초경 합금제 복합 롤을 분리하는 단계(S500)를 포함하여 이루어지는 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법이 제공된다.There is provided a method of manufacturing a cemented carbide composite roll for rolling comprising the step (S500) of demolding the cylindrical steel jig from the cylindrical triple combination to separate the cemented carbide composite roll for rolling.

여기에서, 상기 초경 합금 분말은 WC-Ni-Si-B계 합금 분말이 사용되고, 그리하여 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체 및 그 소결체는 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체 및 그 소결체로 구성되는 것이 내마모성 뿐만 아니라 내식성을 제공한다는 측면에서 더욱 바람직하다.Here, the cemented carbide powder is WC-Ni-Si-B-based alloy powder is used, so the outer layer hollow sleeve molded body and the sintered body of the cemented carbide is outer layer hollow sleeve of WC-Ni-Si-B cemented carbide It is more preferable that it consists of a molded object and its sintered compact in view of providing not only wear resistance but also corrosion resistance.

또한, 상기 복합 슬리브를 형성하는 단계(S200) 이전에 철계 내층부 중공 슬리브를 준비하는 단계(S150)가 상기 'S110'의 단계, 상기 'S120'의 단계, 및 상기 'S130'의 단계와 동시 또는 별도로 수행됨은 물론이고, 그리고 상기 원통형 3중 조합체를 형성하는 단계(S300) 이전에 원통형 스틸 지그를 준비하는 단계(도시 생략)가 별도로 수행됨은 물론이다.In addition, the step (S150) of preparing the iron-based inner layer hollow sleeve before the step of forming the composite sleeve (S200) is the same as the step of the 'S110', the 'S120', and the 'S130' Or of course, it is performed separately, and the step of preparing a cylindrical steel jig (not shown) is separately performed before the forming of the cylindrical triple combination (S300).

그리고, 상기 확산 접합이 이루어지도록 하는 단계(S400)에서는, 상기 복합 슬리브(10, 20)와 상기 원통형 스틸 지그(30)의 원통형 3중 조합체(100)를 진공로에서 1050℃ 내지 1150℃의 온도 범위에서 15분 내지 60분간 가열하여 철계 내층부 중공 슬리브(20)와 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)의 계면을 포함한 접합층(15)에서 확산 접합이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.Then, in the step of making the diffusion bonding (S400), the cylindrical triple combination 100 of the composite sleeve (10, 20) and the cylindrical steel jig 30 in a vacuum furnace at a temperature of 1050 ℃ to 1150 ℃ It is preferable to perform diffusion bonding in the bonding layer 15 including the interface between the iron-based inner layer hollow sleeve 20 and the outer layer hollow sleeve sintered body 10 of the cemented carbide.

이하에서는 첨부 도면 도 1a 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 보다 구체적인 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, a more specific embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1A to 6.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 철계 내층부 중공 슬리브(20)와 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)의 계면을 포함한 접합층(15)에서 확산 접합이 이루어져 형성되는 압연용 초경 합금제 복합 롤(100)을 제조하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,1A and 1B, a cemented carbide alloy formed by diffusion bonding in a bonding layer 15 including an interface between an iron inner layer hollow sleeve 20 and an outer layer hollow sleeve sintered body 10 of a cemented carbide alloy is formed. According to a preferred embodiment of the present invention for manufacturing the composite roll 100,

먼저 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 합금 분말을 준비하는 단계(S110)가 진행되면서, 본 발명에 따른 압연용 초경 합금제 복합 롤(100)의 외층부는 내마모성이 특히 요구되기에 이 부분을 초경합금 소결체로 구성하기 위하여 초경 합금의 합금 분말을 준비하게 되는데, 평균 입경이 5㎛인 WC(텅스텐 카바이드) 분말 65~85 질량%와, 평균 입경이 1㎛인 Ni(니켈) 분말 10~30 질량%와, 그리고 실리콘(Si) 1~3 질량% 및 보론카바이드(B4C) 1~5 질량%를 10~40시간 동안 볼 밀(ball mill) 또는 어트라이터(attritor)로 습식 혼합한 후 스프레이 드라이어 등으로 건조시켜서 외층부용 초경합금의 원료 분말을 형성한다(단계 'S110' 참조). First, while preparing the alloy powder of the WC-Ni-Si-B-based cemented carbide (S110) proceeds, the outer layer portion of the rolled cemented carbide composite roll 100 according to the present invention is particularly required for wear resistance In order to form a cemented carbide sintered body, the alloy powder of cemented carbide is prepared. Wet-mixed mass% with 1 to 3 mass% of silicon (Si) and 1 to 5 mass% of boron carbide (B 4 C) in a ball mill or attritor for 10 to 40 hours Drying with a spray dryer or the like forms a raw material powder of the cemented carbide for the outer layer (see step S110).

그리고는, 외층부용 초경합금의 원료 분말을 사용하여 외층부 중공 슬리브 성형체를 제작하는 단계의 하나의 실시예로서 예컨대 외경 130mm, 내경 103mm 및 길이 77mm의 규격을 가진 외층부 중공 슬리브 성형체가 제작되고(단계 'S120' 참조), 이와 같이 만들어진 외층부 중공 슬리브 성형체를 진공 소결로에서 1050℃ ~ 1150℃의 온도 범위에서 30분 내지 120분의 시간 동안 소결하여 본 발명에 따른 압연용 초경 합금제 복합 롤(100)에 직접적으로 사용되는 외층부 중공 슬리브 소결체(10)를 얻게 되는데, 소결 과정의 수축으로 예컨대 내경 103mm의 성형체의 경우에는 그 내경이 약 80mm가 된다(단계 'S130' 참조).Then, as one embodiment of the step of manufacturing the outer layer hollow sleeve molded body using the raw material powder of cemented carbide for outer layer portion, an outer layer hollow sleeve molded body having a specification of, for example, an outer diameter of 130 mm, an inner diameter of 103 mm and a length of 77 mm is produced (step 'S120'), the outer layer hollow sleeve molded body thus produced is sintered in a vacuum sintering furnace for a time of 30 minutes to 120 minutes at a temperature range of 1050 ℃ to 1150 ℃ (rolling cemented carbide composite rolls according to the present invention) An outer layer hollow sleeve sintered body 10 which is used directly in 100) is obtained. In the case of a molded body having, for example, an inner diameter of 103 mm, the inner diameter becomes about 80 mm due to shrinkage of the sintering process (see step S130).

이와 동시 또는 이와는 별도로, 철계 내층부 중공 슬리브(20)를 준비하는 단계(S150)가 진행되는데, 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있는 구조와 같이 본 발명에 따른 압연용 초경 합금제 복합 롤(100)의 내층부용으로 SM45C 스틸(steel)의 기계구조용 탄소강재와 같은 철계 소재를 사용하여 만들어지는 예컨대 외경 80mm, 내경 60mm 및 길이 70mm 규격의 철계 내층부 중공 슬리브(20)가 준비된다(단계 'S150' 참조).At the same time or separately, the step (S150) of preparing the iron-based inner layer hollow sleeve 20 is carried out, as shown in Figures 1a and 1b cemented carbide composite roll for rolling according to the present invention (100) For example, an iron inner layer hollow sleeve 20 having an outer diameter of 80 mm, an inner diameter of 60 mm, and a length of 70 mm is prepared using an iron-based material such as a mechanical structural carbon steel of SM45C steel (step 'S150). ' Reference).

또한, 상기 외층부 중공 슬리브 소결체(10)의 내경에 상기 내층부 중공 슬리브(20)를 끼워 넣어서 복합 슬리브(10, 20)를 형성하고(단계 'S200' 참조), 그리고 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 복합 슬리브(10, 20)의 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)의 외표면에 이형제(40)를 도포하고 상기 복합 슬리브(10, 20)를 원통형 스틸 지그(30)의 내경에 삽입하여 원통형 3중 조합체(100A)를 형성하게 된다(단계 'S300' 참조).In addition, the inner layer hollow sleeve 20 is inserted into the inner diameter of the outer layer hollow sleeve sintered body 10 to form the composite sleeves 10 and 20 (see step S200), and FIGS. 3A and 3B. As shown, the release agent 40 is applied to the outer surface of the hollow sleeve sintered body 10 of the outer layer portion of the WC-Ni-Si-B-based cemented carbide of the composite sleeve 10 and 20, and the composite sleeve 10 and 20 ) Is inserted into the inner diameter of the cylindrical steel jig 30 to form a cylindrical triple combination 100A (see step S300).

여기에서, 도 3a 및 도 3b에 각각 도시된 일체형 원통형 스틸 지그(30) 및 분리형 원통형 스틸 지그(30)는 바람직하기로 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20)와 동일하게 SM45C 스틸 소재로 형성되며, 그리고 상기 원통형 스틸 지그(30)를 형성하는 소재는 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20)의 열팽창 계수와 실질적으로 동일하게 약 12×10-6의 열팽창 계수를 가진 것을 사용하는 것이, 다음의 단계 'S400'의 확산 접합 단계에서 진공로에서 원통형 3중 조합체(100A)를 가열할 때 중심축 방향에 대하여 상기 원통형 스틸 지그(30)에 의하여 발생하는 수직 방향의 봉압(confining pressure)이 복합 슬리브(10, 20)에 작용하도록 함으로써 그 접합층(15)에서 보다 뛰어난 접합 효율을 나타내도록 할 수 있다.Here, the integral cylindrical steel jig 30 and the separate cylindrical steel jig 30 shown in FIGS. 3A and 3B, respectively, are preferably formed of SM45C steel material in the same manner as the iron-based inner hollow sleeve 20. And the material forming the cylindrical steel jig 30 is to use a material having a coefficient of thermal expansion of about 12 × 10 -6 substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the iron-based inner sleeve hollow sleeve 20, the next step ' When heating the cylindrical triple combination 100A in the vacuum furnace in the diffusion bonding step of S400 ', the vertical sealing pressure generated by the cylindrical steel jig 30 with respect to the central axis direction is increased. , 20), it is possible to exhibit better bonding efficiency in the bonding layer 15.

한편, 도 3b에 도시된 분리형 원통형 스틸 지그(30)는 제1 반원통부(30a)와 제2 반원통부(30b), 및 이들의 체결거리를 조정하며 상호 연결하는 체결나사부(30c)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하며, 체결나사부(30c)의 체결거리를 조정하여 상기 복합 슬리브(10, 20)의 규격 상의 편차를 흡수할 수 있도록 한다.Meanwhile, the detachable cylindrical steel jig 30 illustrated in FIG. 3B includes a first semi-cylindrical portion 30a and a second semi-cylindrical portion 30b, and a fastening screw portion 30c for adjusting and connecting the fastening distance thereof. It is preferably made, by adjusting the fastening distance of the fastening screw portion (30c) to absorb the deviation in the standard of the composite sleeve (10, 20).

또한, 상기 이형제(40)로는 보론나이트라이드(BN)와 같은 재료가 사용될 수 있으며, 그리고 상술한 바와 달리 원통형 스틸 지그(30)의 내표면에 도포되어 사용될 수 있으나, 상기 복합 슬리브(10, 20)를 원통형 스틸 지그(30)의 내경에 삽입하게 되면 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)의 외표면에 이형제(40)가 도포된다는 점에서 양자의 방법은 실질적으로 균등한 방법에 해당한다.In addition, the release agent 40 may be a material such as boron nitride (BN), and may be applied to the inner surface of the cylindrical steel jig 30, as described above, but the composite sleeve 10 and 20 may be used. Both methods are substantially equivalent in that the release agent 40 is applied to the outer surface of the hollow sleeve sintered body 10 of the cemented carbide when the inner diameter of the cylindrical steel jig 30 is inserted. .

나아가서, 상기 복합 슬리브(10, 20)와 상기 원통형 스틸 지그(30)의 원통형 3중 조합체(100A)를 진공로(바람직하기로, 10-2 torr 이하의 진공 상태)에서 1050℃ 내지 1150℃의 온도 범위에서 15분 내지 60분간 가열하여 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)와 철계 내층부 중공 슬리브(20)의 계면을 포함한 접합층(15)에서 확산 접합이 이루어지게 된다(단계 'S400' 참조). 여기에서, 상기한 1050℃ 내지 1150℃의 온도 범위와 시간 범위는 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 바인더로 포함된 성분들의 액상 출현 온도가 되는 1050℃ 이상의 온도가 되어야 확산 접합이 이루어지며, 그리고 1150℃의 온도를 초과하여 너무 장시간 가열되면 접합부에서의 확산층의 범위의 너무 크게 확대되어서 접합 강도가 낮아지게 때문에 본 발명의 목적 달성에 필요한 한정적 제한이 된다.Furthermore, the cylindrical triple combination 100A of the composite sleeves 10 and 20 and the cylindrical steel jig 30 is 1050 ° C. to 1150 ° C. in a vacuum furnace (preferably, in a vacuum of 10 −2 torr or less). Diffusion bonding in the bonding layer 15 including the interface between the outer hollow sleeve sintered body 10 and the iron inner hollow hollow sleeve 20 of the WC-Ni-Si-B based cemented carbide by heating for 15 to 60 minutes in the temperature range. This is done (see step S400). Here, the temperature range and time range of the above 1050 ℃ to 1150 ℃ is the diffusion junction is made at a temperature of 1050 ℃ or more becomes the liquid phase appearance temperature of the components included as a binder of the WC-Ni-Si-B-based cemented carbide alloy And, if the heating for too long exceeding the temperature of 1150 ℃ to extend too large of the range of the diffusion layer at the junction portion, the bonding strength is lowered, there is a limited limit necessary to achieve the object of the present invention.

그리고는, 상기 원통형 조합체(100A)로부터 외부의 상기 원통형 스틸 지그(30)를 탈형하여 압연용 초경 합금제 복합 롤(100)를 얻게 되는데(단계 'S500' 참조), 상기 원통형 스틸 지그(30)와 상기 압연용 초경 합금제 복합 롤(100) 사이에 도포된 이형제(40)가 이러한 탈형 작업이 무난하게 이루어지도록 한다.Then, the external cylindrical steel jig 30 is demolded from the cylindrical assembly 100A to obtain a cemented carbide composite roll 100 for rolling (see step S500). The cylindrical steel jig 30 And the release agent 40 applied between the cemented carbide composite roll 100 for rolling such that the demolding operation is performed smoothly.

이상에서 설명된 본 발명에 따른 바람직한 방법 발명의 실시예에 따라서 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤(100)에서, 철계 내층부 중공 슬리브(20)와 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)의 계면을 포함한 접합층(15)에서의 확산 접합 상태를 확인하기 위하여 그 접합부 주위에 대한 SEM 광학 사진을 촬영하였으며, 도 4a 및 도 4b는 각각 접합부의 SEM 광학사진의 SEI 이미지와 COMPO 이미지를 나타내었다. Preferred method according to the present invention described above In the composite cemented carbide 100 roll roll manufactured according to the embodiment of the invention, the iron-based inner layer hollow sleeve 20 and the WC-Ni-Si-B-based cemented carbide In order to confirm the diffusion bonding state in the bonding layer 15 including the interface of the outer sleeve hollow sleeve sintered body 10, SEM optical pictures were taken around the joints, and FIGS. 4A and 4B are SEM optical pictures of the joints, respectively. The SEI image and the COMPO image are shown.

도 4a의 SEI 이미지 및 도 4b의 COMPO 이미지 상에서 위 부분은 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)이고, 아래 부분은 SM45C 스틸(steel)로 이루어진 철계 내층부 중공 슬리브(20)이며, 그리고 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)와 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20)가 만나는 계면을 포함한 접합층(15)을 나타내고 있다. 이들 사진 영상에 나타난 바와 같이 접합층(15)에서는 색상과 유사한 색상의 쐐기부(15a)가 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20)의 내부로 연장되어 있는 것을 확인할 수 있는데, 본 발명에 따른 제조 방법에 따르면 철계 내층부 중공 슬리브(20)와 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)의 계면을 포함한 접합층(15)에 형성되는 이러한 쐐기부(15a)로 인하여 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)와 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20) 사이의 접합 특성이 크게 향상되는 효과를 발휘하게 된다.On the SEI image of FIG. 4A and the COMPO image of FIG. 4B, the upper part is the outer sleeve hollow sleeve sintered body 10 of the WC-Ni-Si-B based cemented carbide alloy, and the lower part is the iron inner layer hollow made of SM45C steel. The joining layer 15 including the interface which the sleeve 20 and the outer-layer hollow sleeve sintered compact 10 of the said cemented carbide meets the said iron-based inner-layer hollow sleeve 20 meets is shown. As shown in these photographic images, it can be seen that in the bonding layer 15, the wedge portion 15a having a color similar to that of the color extends into the inside of the iron-based inner layer hollow sleeve 20, the manufacturing method according to the present invention. According to the wedge portion (15a) formed in the bonding layer 15 including the interface between the iron inner layer hollow sleeve 20 and the outer layer hollow sleeve sintered body 10 of the WC-Ni-Si-B-based cemented carbide alloy The bonding property between the outer hollow portion sintered body 10 and the iron-based inner hollow portion 20 of the cemented carbide is greatly improved.

그리고, 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 확인하기 위하여 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)와 SM45C 스틸(steel)의 철계 내층부 중공 슬리브(20)를 원통형 스틸 지그(30) 내에 삽입하고 진공로(바람직하기로, 10-2 torr 이하의 진공 상태)에서 1090℃의 온도에서 30분간 가열하여 중심축 방향에 대하여 수직 방향의 봉압(confining pressure)이 작용하는 가운데에서 확산 접합시킨 접합체, 즉 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤(100)의 접합부의 특정 위치에서의 시료(도 5에 나타난 사료 위치)에 대한 FE-SEM EDS 분석(에너지 분산 분광 분석; Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)을 실시하였으며, 그 결과는 다음의 표 1 및 첨부된 도면 도 5에 나타낸 바와 같다.In order to confirm the effect of the present invention more specifically, the outer layer hollow sleeve sintered body 10 of the WC-Ni-Si-B cemented carbide and the iron inner layer hollow sleeve 20 of SM45C steel are made of cylindrical steel. Inserted into the jig 30 and heated in a vacuum furnace (preferably, a vacuum state of 10 -2 torr or less) for 30 minutes at a temperature of 1090 ℃ in the middle of the acting pressure (confining pressure) in the vertical direction to the central axis direction FE-SEM EDS analysis (energy dispersion spectroscopy) of a sample (feed position shown in FIG. 5) at a specific position of the bonded portion of the bonded body, that is, the bonded cemented carbide composite roll 100 manufactured according to the present invention. Analysis: Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) was performed, and the results are shown in Table 1 and the accompanying drawings of FIG. 5.

도 5에 도시된 바와 같이 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10) 중에서 중간 부분에 해당하는 도면부호 '①'의 위치 시료에 대한 FE-SEM EDS 분석 결과에 따르면 그 조성비가 61.74wt%의 W(텅스텐)와 6.01wt%의 C(탄소) 및 31.23wt%의 Ni(니켈)과 1.02wt%의 Si(실리콘)의 조성비를 가진 것으로 분석되었고, WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10) 중에서 SM45C 스틸의 철계 내층부 중공 슬리브(20)와의 접합층(15)에 보다 가까운 위치에 해당하는 도면부호 '②'의 위치 시료에 대한 FE-SEM EDS 분석 결과에 따르면 그 조성비가 51.15wt%의 W, 6.05wt%의 C, 29.67wt%의 Ni, 10.06wt%의 Fe, 0.97wt%의 Si, 및 2.10wt%의 O의 조성비를 가진 것으로 분석되어서 접합층(15) 근처에서는 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20)에서 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)로 철(Fe) 성분이 확산하여 들어갔음을 확인할 수 있었다. 그리고, 접합층(15)에 해당하는 도면부호 '③'의 위치에서의 결과에 따르면 6.55wt%의 C, 49.01wt%의 Ni, 39.03wt%의 Fe, 2.61wt%의 Si, 및 2.80wt%의 O의 조성비로서 주로 Ni-Fe-Si 상(고용체)으로 나타내어졌다.According to the FE-SEM EDS analysis result for the position sample of the reference numeral '①' corresponding to the middle part of the outer sleeve hollow sleeve sintered body 10 of the WC-Ni-Si-B-based cemented carbide alloy as shown in FIG. The composition ratio was 61.74 wt% W (tungsten), 6.01 wt% C (carbon), 31.23 wt% Ni (nickel) and 1.02 wt% Si (silicon). Regarding the position sample of reference numeral '②' corresponding to the position closer to the bonding layer 15 with the iron-based inner layer hollow sleeve 20 of SM45C steel in the outer layer hollow sleeve sintered body 10 of the Si-B cemented carbide. According to the FE-SEM EDS analysis, the composition ratio was 51.15 wt% W, 6.05 wt% C, 29.67 wt% Ni, 10.06 wt% Fe, 0.97 wt% Si, and 2.10 wt% O. In the vicinity of the bonding layer 15, the iron-based inner layer hollow sleeve 20 was cast from the iron-based inner layer hollow sleeve sintered body 10 of the cemented carbide. Minutes was found to contain the blast spread. And, according to the result at the position '③' corresponding to the bonding layer 15, 6.55wt% C, 49.01wt% Ni, 39.03wt% Fe, 2.61wt% Si, and 2.80wt% The composition ratio of O is mainly represented by the Ni-Fe-Si phase (solid solution).

또한, 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20)의 스틸 내층부인 도면부호 '④'의 위치 시료에 대한 FE-SEM EDS 분석 결과에 따르면 86.08wt%의 Fe, 6.70wt%의 Ni, 5.18wt%의 C, 및 2.04wt%의 O의 조성비를 나타내었다.In addition, according to the FE-SEM EDS analysis results for the position sample of the steel inner layer hollow sleeve 20 of the iron inner layer portion reference numeral '④' 86.08wt% Fe, 6.70wt% Ni, 5.18wt% C , And the composition ratio of O of 2.04 wt%.

WC-Ni-Si-B 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체 / 철계 내층부 중공 슬리브 접합부의 각 시료 영역에서의 EDS 분석 결과Results of EDS analysis in each sample area of outer sleeve hollow sleeve sintered body / iron-based inner sleeve hollow sleeve joint of WC-Ni-Si-B cemented carbide 성분/시료영역Ingredient / Sample Area 시료 (wt%)Sample (wt%) 시료 (wt%)Sample (wt%) 시료 (wt%)Sample (wt%) 시료 (wt%)Sample (wt%) W MaW Ma 61.7461.74 51.1551.15 -- -- C KaC Ka 6.01 6.01 6.05 6.05 6.55 6.55 5.18 5.18 Ni KaNi ka 31.2331.23 29.6729.67 49.0149.01 6.70 6.70 Fe KaFe ka -- 10.0610.06 39.0339.03 86.0886.08 Si KaSi Ka 1.02 1.02 0.97 0.97 2.61 2.61 -- O KaO ka -- 2.10 2.10 2.80 2.80 2.04 2.04

* 원자번호가 낮은 B(보론; 붕소)의 경우에는 EDS 분석의 정밀도가 낮아서 분석에서 제외.
* Low atomic number B (boron; boron) is excluded from analysis because of low precision in EDS analysis.

그리고, 본 발명에 따라 제조된 압연용 초경 합금제 복합 롤(100)의 WC-Ni-Si-B 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10), 접합층(15), 및 철계 내층부 중공 슬리브(2)를 따라서 각각의 성분 변화를 연속적인 그래프 형태로 표시한 도면인 도 6을 참조하여 살펴보아도, 접합층(15)에서는 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)에 포함되어 있던 니켈(Ni)과 실리콘(Si)이 Ni-Fe-Si 상(고용체상)으로 상기 내층부 중공 슬리브(20)의 내부로 쐐기부(15a)를 형성하면서 확산하여 들어가면서 보다 견고한 접합 상태를 형성하고 있음을 확인할 수 있다.In addition, the outer layer hollow sleeve sintered body 10, the bonding layer 15, and the iron-based inner layer hollow sleeve of the WC-Ni-Si-B cemented carbide alloy of the rolled cemented carbide composite roll 100 manufactured according to the present invention. Referring to FIG. 6, which is a diagram showing each component change in a continuous graph form along (2), in the bonding layer 15, nickel contained in the outer sleeve hollow sleeve sintered body 10 of the cemented carbide was included. (Ni) and silicon (Si) diffuse into the Ni-Fe-Si phase (solid solution phase) to form the wedge portion 15a into the inner hollow sleeve 20 to form a more firm bonding state. can confirm.

한편, 본 발명의 효과를 확인하기 위한 또 하나의 방법으로서 WC-Ni-Si-B 초경 합금으로 소결한 외층부 중공 슬리브 소결체(10)와 철계 내층부 중공 슬리브(20)를 1090℃에서 30분간 접합한 접합체의 EPMA(Electron Probe Micro Analyzer: 전자 탐침 현미 분석기)를 이용한 분석을 실시하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다.On the other hand, as another method for confirming the effect of the present invention, the outer layer hollow sleeve sintered body 10 and the iron-based inner layer hollow sleeve 20 sintered from WC-Ni-Si-B cemented carbide were 30 minutes at 1090 ° C. The conjugated conjugate was analyzed using an Electron Probe Micro Analyzer (EPMA), and the results are shown in FIG. 7.

도 7의 (A) 및 (B) 영상과 그리고 (a)~(f) 나타낸 그래프의 아래에 있는 부분은 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10) 부분이며, 그리고 위에 있는 부분은 SM45C 스틸의 철계 내층부 중공 슬리브(20)를 나타내고 있다. 이에 따르면, 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)와 상기 내층부 중공 슬리브(20) 사이의 접합층(15)에서는 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)에 포함되어 있던 니켈(Ni)과 실리콘(Si)이 Ni-Fe-Si 상(고용체상)으로 상기 내층부 중공 슬리브(20)의 내부로 쐐기부(15a)를 형성하면서 확산하여 들어가 있음을 확인할 수 있다. 또한, 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)에 포함되어 있던 보론(B)도 접합층(15)에서 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20) 쪽으로 쐐기부(15a)를 형성하면서 확산하고 있음을 확인할 수 있었다.7 (A) and (B) image and the lower part of the graph shown (a)-(f) are the outer-layer hollow sleeve sintered compact 10 part of WC-Ni-Si-B type cemented carbide, And the upper part shows the iron inner layer hollow sleeve 20 of SM45C steel. According to this, in the bonding layer 15 between the outer hollow hollow sintered body 10 and the inner hollow hollow sleeve 20 of the cemented carbide, the nickel contained in the outer hollow hollow sintered compact 10 of the cemented carbide ( It can be seen that Ni and silicon (Si) diffuse into the Ni-Fe-Si phase (solid solution phase) while forming the wedge portion 15a into the inner hollow sleeve 20. In addition, boron (B) contained in the outer hollow hollow sintered body 10 of the cemented carbide is also diffused while forming the wedge 15a toward the iron inner hollow hollow sleeve 20 in the bonding layer 15. Could confirm.

10: 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체
15: 접합층
20: 철계 내층부 중공 슬리브
10, 20: 복합 슬리브
30: 원통형 스틸 지그
40: 이형제
100A: 원통형 3중 조합체
100: 압연용 초경 합금제 복합 롤10: Outer layer hollow sleeve sintered body of cemented carbide
15: bonding layer
20: iron inner layer hollow sleeve
10, 20: composite sleeve
30: cylindrical steel jig
40: release agent
100A: cylindrical triple combination
100: cemented carbide composite roll for rolling

Claims (5)

초경 합금 분말을 준비하는 단계(S110)와;
상기 초경 합금 분말로 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체를 성형하는 단계(S120)와;
상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체를 소결하여 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체를 형성하는 단계(S130)와;
철계 내층부 중공 슬리브를 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체의 내경에 끼워넣어 복합 슬리브를 형성하는 단계(S200)와;
상기 복합 슬리브의 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체의 외표면 또는 원통형 스틸 지그의 내표면에 이형제를 도포하고 상기 복합 슬리브를 원통형 스틸 지그의 내경에 삽입하여 원통형 3중 조합체를 형성하는 단계(S300)와;
상기 복합 슬리브와 상기 원통형 스틸 지그의 원통형 3중 조합체를 진공로에서 가열하여 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체와 철계 내층부 중공 슬리브의 계면을 포함한 접합층에서 확산 접합이 이루어지도록 하는 단계(S400)와; 그리고
상기 원통형 3중 조합체로부터 상기 원통형 스틸 지그를 탈형하여 압연용 초경 합금제 복합 롤을 분리하는 단계(S500)를 포함하여 이루어지는 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법.Preparing a cemented carbide powder (S110);
Molding the outer layer hollow sleeve molded body of the cemented carbide with the cemented carbide powder (S120);
Sintering the outer layer hollow sleeve molded body of the cemented carbide to form the outer layer hollow sleeve sintered body of the cemented carbide (S130);
Inserting the iron inner layer hollow sleeve into the inner diameter of the outer layer hollow sleeve sintered body of the cemented carbide to form a composite sleeve (S200);
Applying a release agent to the outer surface of the outer layer hollow sleeve sintered body of the cemented carbide of the composite sleeve or the inner surface of the cylindrical steel jig and inserting the composite sleeve into the inner diameter of the cylindrical steel jig to form a cylindrical triple combination (S300); )Wow;
Heating the composite sleeve and the cylindrical triple combination of the cylindrical steel jig in a vacuum furnace so that diffusion bonding is performed at a bonding layer including an interface between the outer layer hollow sleeve sintered body of the cemented carbide and the iron inner layer hollow sleeve (S400). Wow; And
The method of manufacturing a cemented carbide composite roll for rolling comprising the step (S500) of deforming the cylindrical steel jig from the cylindrical triple combination to separate the cemented carbide composite roll for rolling. 제1항에 있어서, 상기 초경 합금 분말은 WC-Ni-Si-B계 합금 분말이 사용되고, 그리고 상기 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체 및 그 소결체는 WC-Ni-Si-B계 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 성형체 및 그 소결체로 구성되는 것을 특징으로 하는 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법.According to claim 1, wherein the cemented carbide powder is WC-Ni-Si-B-based alloy powder is used, and the outer layer hollow sleeve molded body and the sintered body of the cemented carbide is the outer layer of WC-Ni-Si-B-based cemented carbide A method of manufacturing a cemented carbide composite roll for rolling, comprising a secondary hollow sleeve molded body and a sintered body thereof. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 확산 접합이 이루어지도록 하는 단계(S400)에서는, 상기 복합 슬리브(10, 20)와 상기 원통형 스틸 지그(30)의 원통형 3중 조합체(100)를 진공로에서 1050℃ 내지 1150℃의 온도 범위에서 15분 내지 60분간 가열하여 철계 내층부 중공 슬리브(20)와 초경 합금의 외층부 중공 슬리브 소결체(10)의 계면을 포함한 접합층(15)에서 확산 접합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법.According to claim 1 or 2, In the step (S400) to make the diffusion bonding, the cylindrical triple combination 100 of the composite sleeve (10, 20) and the cylindrical steel jig (30) in a vacuum furnace Diffusion bonding in the bonding layer 15 including the interface between the iron-based inner sleeve hollow sleeve 20 and the cemented carbide outer sleeve hollow sleeve sintered body 10 in a temperature range of 1050 ° C. to 1150 ° C. A method for producing a composite cemented carbide composite roll for rolling. 제3항에 있어서, 상기 원통형 스틸 지그(30)는 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20)의 열팽창 계수와 실질적으로 동일한 열팽창 계수를 가지도록 상기 철계 내층부 중공 슬리브(20)와 동일한 스틸 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법.4. The cylindrical steel jig 30 is formed of the same steel material as the iron inner layer hollow sleeve 20 so as to have a coefficient of thermal expansion substantially the same as that of the iron inner layer hollow sleeve 20. The manufacturing method of the cemented carbide composite roll for rolling characterized by the above-mentioned. 제3항에 있어서, 상기 원통형 스틸 지그(30)는 제1 반원통부(30a)와 제2 반원통부(30b), 및 이들의 체결거리를 조정하며 상호 연결하는 체결나사부(30c)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압연용 초경 합금제 복합 롤의 제조 방법.4. The cylindrical steel jig 30 includes a first semi-cylindrical portion 30a and a second semi-cylindrical portion 30b, and a fastening screw portion 30c which adjusts and fastens the fastening distance thereof. The manufacturing method of the cemented carbide composite roll for rolling.
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