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재료의 가공과 접합

WC-Co 초경합금을 만들 때 WC 분말에 Co 분말을 섞어 성형하고 소결한다. 이때 소결의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. ACo를 포함한 액상이 WC 입자를 적시고, 재배열과 용해·재석출로 거의 완전히 치밀화한다(액상 소결)
  2. BCo의 융점(약 1495℃)보다 낮은 소결 온도에서는 액상이 생기지 않고, Co는 증발하여 WC만의 다공질체가 남는다
  3. CWC의 융점 이상으로 가열하여 전체를 녹이고, 주조와 마찬가지로 주형 안에서 응고시켜 치밀하게 만든다
정답과 해설 보기

정답: A. Co를 포함한 액상이 WC 입자를 적시고, 재배열과 용해·재석출로 거의 완전히 치밀화한다(액상 소결)

WC-Co계는 WC와 Co의 공정 반응에 의해 Co의 융점(약 1495℃)보다 낮은 온도에서 액상이 생깁니다. 소결 온도에서 생긴 Co가 주성분인 액상이 WC 입자를 잘 적시고, 모세관력으로 입자가 재배열하여 채워지며, 또 작은 WC 입자가 녹아 큰 입자 위에 석출함으로써 거의 진밀도까지 치밀화합니다. 이것이 액상 소결입니다. 냉각 후 Co는 단단한 WC 입자를 잇는 결합상으로 남아 인성을 담당합니다. WC는 융점이 매우 높아 녹여서 주조하는 것은 현실적이지 않으므로 분말 야금으로 만듭니다. Co는 소결 중에 증발하여 없어지는 것이 아니며, 결합상으로서 빼놓을 수 없습니다.

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