■ Carbide (초경)  WC-CO(Tungsten Carbide)

WC(탄화텅스텐)과 Co(코발트)의 합금으로 통칭하는 의미로 줄여서 “초경“(WC-Co)로 표기,

텅스텐은 금속 중 녹는점(약 3,400˚c)이 가장 높고 경도와 내마모성이 강해 절삭공구에 적합하다.

알루미늄 다음으로 전도도가 준수하며, 백열전구의 필라멘트로도 이용된다.

개발 배경 : 고속 공구강보다 더 높은 내열성과 경도가 필요하여, 소결체인 텅스텐 카바이드가 개발 되었다.

■ 텅스텐(Tungsten), [W]

ㆍ1781년 스웨덴 출신 독일 화학자 카를 빌헬름 셀레가 처음 원소라는것을 알아내고 2년후 최초로 분리해 냈다.

ㆍ스웨덴어로 ‘무거운(tung)돌(sten)’의 복합어로 지어졌으며, 우리말로 중석(重石)이고 부름

ㆍ원소기호 W는 텅스텐의 또 다른 이름 독일어로 볼프람(Wolfram)에서 유래 됨

ㆍ철 망간중석, 회중석에서 추출하며, 모든 원소 중 인장강도, 녹는점이 가장 높다.

ㆍ중국에 전세계 60%가 매장되어 있다.

■ 코발트(Cobalt), [Co]

ㆍ텅스텐 카바이드의  기계적 물성을 가장 크게 결정하는 혼합물

ㆍ제련 과정에서 유해가스가 발생해 용광로를 손상시키기 때문에 독일 전설의 요괴 코볼트(Kobld)에서 유래되어 코발트로 불리게 되었다.

ㆍ기원전 600년 경부터 도자기와 유리에 푸른빛을 내기 위하여 사용된 기록이 있음

ㆍ1735년 스웨덴의 게오르그 브랜트에 의해 분리 되었다.

■텅스텐 카바이드의 제조과정

①

②

③

④

⑤

■텅스텐 카바이드의 구조적특성

텅스텐 카바이드는 텅스텐의 입자 크기와 코발트의 함량 비율 등의 요소로 인해 기계적 성질의 차이가 발생한다.

ㆍ탄화텅스텐(WC)이 주 원료, 코발트(Co)가 접착제 역할

ㆍWC 입자크기와 Co 함유량에 따라 소재의 성격이 결정됨

ㆍWC 입자 크기 – 내마모성, 경도

ㆍCo의 함유량  – 인성,취성

■텅스텐 입자 크기에 따른 텅스텐 카바이드의 종류

ㆍ텅스텐  입자 크기에 따라 6가지로 텅스텐 카바이드 등급이 나뉘어 진다.

ㆍ등급별  입자의 중간값이 60%이상 함유 되어야 해당 등급이 정해진다.

ㆍ입자 크기만큼이나  기타 첨가제들의 분포 상태도 중요하다.

■텅스텐 카바이드의 측정과 용도

초경 합금 물성의 대표적 단위와 시험 방법

[경도 시험] 한재료가 다른 재료를 압입의 방법으로 측정하는 시험

ㆍ압입 경도시험, 충격경도 시험, 굵기 경도시험, 3가지가 대표적이며 브리넬(Brinell), 로크웰(Rockwell), 쇼어(shore),

   비커스(Vickers) 경도로 대표적으로 표기한다.

ㆍ마찰로 인한 마모에 의해 버틸 수 있는 표면의 단단한 정도를 나타낸다.

ㆍ텅스텐 카바이드에서는 로크웰-A(HRA)경도를 주로 사용 함.

ㆍ경도값이 높을수록 마모가 일어나지 않음.

항절력(밴딩)시험 구부러짐에 대한 저항력 및 휨을 측정 하는 시험 (단위:  N/mm²)

ㆍ재료에 굽힘 하중을 가하며 파단할 때까지의 하중, 휨 관계를 측정하는 시험

ㆍ외부의 충격을 흡수하는 능력이며 초경합금의 강성을 확인하는 좋은 지표

ㆍ단속에 의해 파손되지 않고 버틸 수 있는 기준 값이 될 수 있다.

ㆍ항절력이 높을수록 제품의 치핑 등 파손이 일어나지 않음.

[파괴인성 시험] 균열을 발생시켰을 때 균열이 커지는 속도를 측정 하는 시험 (단위: MNm⁻⅔)

ㆍ재료에 인위적인 균열을 발생 시켜 그 균열이 커지는 속도를 측정한다.

ㆍ항절력과 같이 재료의 기계적 강성을 확인하는 지표가 된다.

ㆍ균열이 커지는 속도가 빠른것이 파괴인성이 작은 재료, 느린 것이 파괴인성이 큰 재료라 한다.

■절삭공구의 용도에 따른 구분

A 텅스텐 입자가 작고 코발트 함량이 낮아 고경도 및 난삭재 가공용 공구에 적합

B 경제적이며, 범용성을 갖춰 다양한 분야에 적용

DIA 다이아몬드 코팅 특성상 높은 코발트의 소재에 코팅 시 흑연화 되므로, 코발트 함량이 비교적 낮은 소재에 적용

■JJTOOLS의 텅스텐 카바이드

ㆍ동일한 스틸 가공용 공구라도 용도에 맞춰 4가지 라인업으로 구성

■ISO 단위 텅스텐 카바이드 범위

■ISO 단위 텅스텐 카바이드 범위