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제안 방법
- 혼합한 WC-8wt.%Ni 분말에 60MPa의 압력과 고주파유도가열장치의 경우 전체 용량(15kw)의 90%에 해당하는 고주파출력을, 펄스전류활성 소결장치의 경우 2800A의 펄스전류를 가하여 치밀한 소결체를 2분 이내의 짧은 시간에 제조하였다. WC 초기 입자크기가 증가함에 따라 제조된 소결체의 입자크기와 평균자유행로는 증가하였다.
- 혼합된 WC-8wt.%Ni분말 15g을 흑연 다이에 충전하여 고주파유도가열 소결장치와 펄스전류활성 소결장치의 실린더 내부에 장착하고 약 40mtorr의 진공분위기로 만들었다(1단계). 기공이 없이 치밀한 최종 생성물을 얻기 위하여 10MPa/sec의 속도로 60MPa의 압력을 가하였다(2단계).
- %Ni 초경 재료의 상대밀도는 아르키메데스법으로 측정하였다. CuKa 타겟을 사용하여 20〜80°의 범위에서 4°/min의 속도로 40kV의 전압과 30mA의 전류로 X-ray 회절시험을 실시하여 소결상을 관찰하였다. 생성물의 기계적 성질을 조사하기 위하여 6㎛와 1㎛의 다이아몬드 페이스트로 시편을 연마하였다.
- %Ni분말 15g을 흑연 다이에 충전하여 고주파유도가열 소결장치와 펄스전류활성 소결장치의 실린더 내부에 장착하고 약 40mtorr의 진공분위기로 만들었다(1단계). 기공이 없이 치밀한 최종 생성물을 얻기 위하여 10MPa/sec의 속도로 60MPa의 압력을 가하였다(2단계). 일정한 펄스된 전류 또는 고주파 유도전류를 흑연 다이와 시편에 가열하면서 디지털 광온도계 (Pyrometer)로 흑연 다이의 표면온도를 측정하였다.
- 생성물의 기계적 성질을 조사하기 위하여 6㎛와 1㎛의 다이아몬드 페이스트로 시편을 연마하였다. 연마된 시편을 비커스 경도계를 이용하여 30Kgf의 하중으로 15초간 유지하여 압흔을 형성한 후 경도와 파괴인성 값을 계산하였다. 연마한 시편은 Murakami 용액으로 수 분 동안 에칭(etching)하여, EDAX가 장착된 주사전자현미경(SEM)으로 시편의 미세조직 관찰과 성분분석을 실시하였다.
- 연마된 시편을 비커스 경도계를 이용하여 30Kgf의 하중으로 15초간 유지하여 압흔을 형성한 후 경도와 파괴인성 값을 계산하였다. 연마한 시편은 Murakami 용액으로 수 분 동안 에칭(etching)하여, EDAX가 장착된 주사전자현미경(SEM)으로 시편의 미세조직 관찰과 성분분석을 실시하였다. 초경합금의 기계적 성질에 영향을 주는 요소인 WC 입자의 크기와 평균자유행로는 조직 사진으로부터 선형분석법에 의해 결정하였다.
- 일정한 펄스된 전류 또는 고주파 유도전류를 흑연 다이와 시편에 가열하면서 디지털 광온도계 (Pyrometer)로 흑연 다이의 표면온도를 측정하였다. 이때 LVDT(linear variable differential transformer)로 수축 길이변화를 관찰하면서 치밀화가 이루어질 때까지 펄스된 전류 또는 유도전류를 가하였다(3단계). 마지막 단계로 시편을 상온까지 냉각하였다(4단계).
- 기공이 없이 치밀한 최종 생성물을 얻기 위하여 10MPa/sec의 속도로 60MPa의 압력을 가하였다(2단계). 일정한 펄스된 전류 또는 고주파 유도전류를 흑연 다이와 시편에 가열하면서 디지털 광온도계 (Pyrometer)로 흑연 다이의 표면온도를 측정하였다. 이때 LVDT(linear variable differential transformer)로 수축 길이변화를 관찰하면서 치밀화가 이루어질 때까지 펄스된 전류 또는 유도전류를 가하였다(3단계).
대상 데이터
- 본 연구에서는 TeaguTec(주)에서 제조된 여러 가지 크기의 WC(순도 99.5%) 분말과 Inframat사에서 제조된 0.06~0.08/µm 크기의 Nickel(순도 99.8%)분말이 사용되었다. 초기 WC 입자 크기가 소결에 미치는 영향을 조사하기 위하여 0.
- CuKa 타겟을 사용하여 20〜80°의 범위에서 4°/min의 속도로 40kV의 전압과 30mA의 전류로 X-ray 회절시험을 실시하여 소결상을 관찰하였다. 생성물의 기계적 성질을 조사하기 위하여 6㎛와 1㎛의 다이아몬드 페이스트로 시편을 연마하였다. 연마된 시편을 비커스 경도계를 이용하여 30Kgf의 하중으로 15초간 유지하여 압흔을 형성한 후 경도와 파괴인성 값을 계산하였다.
- 8%)분말이 사용되었다. 초기 WC 입자 크기가 소결에 미치는 영향을 조사하기 위하여 0.5, 1.3, 2.4, 4.3 및 6.5µm 크기를 가진 다섯 종류의 분말이 사용되었다. 분말의 균일한 혼합과 분쇄를 위해 초경볼과 분말을 6:1의 중량비로 혼합한 후, 에탄올을 용매로 사용하여 48시간 동안 습식 볼밀링을 하였다.
이론/모형
- 제조한 WC-8wt.%Ni 초경 재료의 상대밀도는 아르키메데스법으로 측정하였다. CuKa 타겟을 사용하여 20〜80°의 범위에서 4°/min의 속도로 40kV의 전압과 30mA의 전류로 X-ray 회절시험을 실시하여 소결상을 관찰하였다.
- 급속소결방법인 고주파유도가열 소결법과 펄스전류활성 소결법을 이용하여 습식 볼밀링으로 혼합한 WC-8wt.%Ni 분말에 60MPa의 압력과 고주파유도가열장치의 경우 전체 용량(15kw)의 90%에 해당하는 고주파출력을, 펄스전류활성 소결장치의 경우 2800A의 펄스전류를 가하여 치밀한 소결체를 2분 이내의 짧은 시간에 제조하였다.
- 본 연구에서는 입자크기가 서로 다른 WC 원료를 선택하여 소결체의 WC 입자크기를 조절하며 급속소결방법인 고주파유도가열 소결법(High-Frequence Induction Heated Sintering Method)과 펄스전류활성 소결법(Pulsed Current Activated Sintering Method)을 이용하여 입성장이 억제된 나노 상의 WC-8wt.%Ni 초경재료를 단시간에 제조하고자 한다.
- 연마한 시편은 Murakami 용액으로 수 분 동안 에칭(etching)하여, EDAX가 장착된 주사전자현미경(SEM)으로 시편의 미세조직 관찰과 성분분석을 실시하였다. 초경합금의 기계적 성질에 영향을 주는 요소인 WC 입자의 크기와 평균자유행로는 조직 사진으로부터 선형분석법에 의해 결정하였다.
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