텅스텐 vs 텅스텐 카바이드 vs 초경합금 차이점

텅스텐 vs 텅스텐 카바이드 vs 초경합금 비교

현대 산업에서 없어선 안 될 금속이 있습니다. 저희 명인산업(주)와 떼려야 뗄 수 없는 존재이기도 합니다.

 

원소주기율표 - 대한화학회 제공

 

바로 '텅스텐(Tungsten)'입니다. 스웨덴어 '무거운(tung) 돌(sten)'에서 유래한 단어로 주기율표상 원소 기호는 W, 원자 번호는 74입니다.

 

녹는점 끝판왕, 텅스텐

텅스텐의 녹는점은 무려 3,422도로 철(1,536도)보다 두 배 이상 높습니다. 이는 모든 금속 중 가장 높으며, 원소 전체에서도 탄소(다이아몬드) 다음으로 높은 수준입니다.

 

밀도 또한 철보다 약 2.5배 높아 '무거운(tung) 돌(sten)'이라는 이름이 더욱 실감 납니다.

 

이런 특성 덕분에 텅스텐은 극한 환경에서도 뛰어난 내구성을 발휘할 수 있습니다. 따라서 다양한 산업에서 핵심 소재로 활용되고 있습니다. 

 

예를 들어, 항공기 엔진이나 로켓 부품처럼 고온과 고압에 견뎌야 하는 부품은 텅스텐 없이는 그 내구성을 유지하기 어렵습니다.

 

또한 전기적 특성이 우수해 반도체 트랜지스터와 집적회로(IC) 제작에 활용되며, 전구·조명 필라멘트에도 쓰입니다.

 

그 외에도 탄약, 방탄복 같은 군사용 장비의 내구성을 높이는 데도 활용되고 있습니다.

 

다이아몬드 저리 가라. 텅스텐 카바이드

순수한 텅스텐은 가지고 있는 어마무시한 스펙에 비해선 무른 편입니다. 금속을 잘라내는 용도의 실톱으로도 다룰 수 있을 정도죠.

 

하지만 탄소와 합금이 되면 무척 단단하고 가공하기 어려운 소재로 탄생합니다. '텅스텐(W)'과 '탄소(C)'가 결합하면 '탄화텅스텐(WC)', 즉 '텅스텐 카바이드(Tungsten Carbide, TC)'가 됩니다.

 

여기서 탄화물, 카바이드는 탄소와 다른 금속이 결합한 화합물을 통칭하는 표현입니다.

 

텅스텐 카바이드=초경합금?

텅스텐 카바이드에 코발트(Co) 같은 바인더(결합체) 금속을 더한 것이 바로 '초경합금(=초경질합금)', 흔히 말하는 '초경'입니다. 여기서 초경은 경도가 높다는 뜻입니다.

 

따라서 텅스텐 카바이드가 곧바로 초경을 뜻하지는 않으나, 현장에선 두 개념을 구분하지 않고 텅스텐카바이드를 초경이라 부르기도 합니다.

 

초경 코팅

텅스텐 카바이드, 성능만큼이나 비싸고 가공이 어렵다는 단점이 존재합니다. 그래서 이를 더 효율적으로 활용하는 방법으로 '초경 코팅(텅스텐카바이드 코팅·TC코팅·WC코팅)'이 등장했습니다.

 

마모, 부식되기 쉬운 기계 부품의 표면에 초경을 씌워 수명을 늘리는 것입니다. 비싼 소재의 부품을 쓰지 않고 코팅만으로 극한 환경에서의 부품 수명을 연장시킬 수 있답니다.

 

초경 코팅에 가장 적합한 공법으로는 HVOF(High Velocity Oxygen Fuel)가 있습니다. 추가 내용은 '딱 3분'만 투자하여 아래 글을 참고해 보시길 바랍니다. 이상입니다.

 

HVOF? 설비 로스 줄이는 1가지 방법