고급 제조 분야에서 M42 합금 분말은 뛰어난 적색 경도, 내마모성 및 고온 강도로 인해 절삭 공구, 항공 우주 부품 및 정밀 금형의 핵심 재료로 자리 잡았습니다. 그러나 그 성능은 조성 설계와 공정 제어에 따라 크게 좌우됩니다. 그중에서도 WC(텅스텐 카바이드)의 첨가량은 미세 구조와 특성에 직접적인 영향을 미치는 핵심 변수입니다. 이 기사에서는 WC 첨가가 M42 합금 분말의 성능에 미치는 영향에 대해 조사하여 열처리, 소결 공정 및 복합 재료 설계에서 핵심적인 역할을 밝힙니다.
WC 첨가가 M42 분말의 경도에 미치는 영향
소결 상태:
소결 후 경도에 대한 WC 첨가의 영향은 먼저 감소한 다음 증가하는 경향을 보입니다. WC 함량이 5%인 경우 경도는 약 9.83%(WC를 첨가하지 않은 M42보다 낮음)로 감소하고, 10%로 증가하면 경도가 13.2 HRC로 크게 증가하여 WC를 첨가하지 않은 M42 분말의 경도를 초과합니다.
열처리:
소결 부품은 1180℃ 담금질과 560℃ 템퍼링을 통해 열처리되며, 경도는 WC 첨가량이 10%일 때 최대 값인 65.1 HRC에 도달하여 열처리가 경도 향상에 대한 WC의 효과를 효과적으로 최적화할 수 있음을 나타냅니다.
미세 구조의 진화
카바이드 분포:
WC 함량이 낮으면(2%) 매트릭스의 탄화물은 감소하지만 네트워크 탄화물이 나타나고, WC 함량이 중간이면(5%) 탄화물이 입자 경계에 집중되어 응집 및 성장이 일어나며, WC 함량이 높으면(10%) 탄화물은 더욱 응집되지만 열처리 후 이차 탄화물(M7C3 등)이 침전되어 분산 강화가 형성됩니다.
| 다른 WC%를 사용한 WC/M42 복합재의 SEM 이미지 |
소결 밀도:
첨가되는 WC의 양이 증가하면(0-10%), 소결된 복합 재료의 상대 밀도가 먼저 증가한 후 안정화되는 경향이 있습니다.
| 서로 다른 소결 온도에서 WC%가 다른 WC/M42 복합재료의 밀도 |
결론:
WC 첨가량이 8-10%인 경우, WC/M42 복합재는 밀링 커터 및 드릴 비트와 같이 높은 경도 및 내마모성 요구 사항이 있는 응용 분야에 적합하지만 열처리를 통해 강도와 인성을 최적화해야 합니다.
WC 첨가량이 8% 미만인 경우 카바이드 응집으로 인한 취성상의 팽창을 방지하고 고온 강도와 안정성을 보장할 수 있습니다. 고온에서의 적용에 더 적합합니다.
미래 트렌드:
경도와 인성의 균형을 맞추기 위해 WC/TiC-M42 그라데이션 소재를 개발합니다.
볼 밀링/소결 파라미터를 최적화하고, 카바이드 크기와 분포를 예측하며, 카바이드 크기와 분포를 정밀하게 제어할 수 있습니다.
적층 가공을 위해 특별히 WC/M42 복합 분말을 설계합니다.
