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초소성 티타늄합금 판재의 연속 롤 성형장치

전문가 제언: ○ 티타늄합금은 비중이 철강대비 약 0.6 정도로 기존의 철강 구조물 대체 시 약 30~40%의 경량화가 가능하며, 비강도(강도/비중), 고온강도 및 피로강도 등 기계적 특성이 우수하고 내식성이 좋은 소재이다. 항공우주산업을 비롯하여 잠수정 및 석유시추용 구조재료, 발전소용 부품, 의료기기, 스포츠 용품에 이르기까지 그 응용분야가 매우 넓은 신소재의 일종이다.

○ 그런데 이 소재는 소재가격이 고가이며, 고온 변형저항이 크고 열전도도가 낮으며, 온도 및 변형 속도에 매우 민감하여 성형 조건에 따라 조직 및 물성이 다양하게 변화하고, 가열시 공기와 접촉하게 되면 표면에 알파 케이싱의 산화층이 형성되어 쉽게 표면결함 등이 발생될 수 있다.

○ 본 발명은 티타늄소재의 합금강을 성형함에 있어서 초소성 상태로 열을 가열하고, 가열된 상태에서 성형함으로써 보다 적은 하중으로 성형이 가능하며, 복수의 롤 장치로 연속적으로 단계별 성형하는 장치이다.

○ 이를 위하여 본 장치에서는 연속적으로 이송롤과 성형롤을 구비하고, 이송롤에 의해 이송하는 도중에 티타늄의 전기저항 열을 이용하여 초소성 상태로 유지한 후 성형롤로 단계별 성형을 하는 연속롤 포밍 장치를 구성하였다.

○ 그러나 본 발명에서는 이송 중에 약 950℃까지 온도가 유지됨으로써 공정 중의 알파 케이싱의 발생 및 성형에 미치는 영향에 대한 설명이 부족하고, 특허청구 범위에서 성형 후 알파 케이싱의 처리방법과 잔류변형에 대한 추가적인 설명이 필요하다.

○ 롤 포밍 기술은 보편화된 기술이다. 본 발명은 이송 롤과 성형롤이 구성되고 사이에서 판재의 통전에 의해 초소성 영역까지 가열을 하는 것이 핵심기술로, 국내에서 이 발명을 기술적으로 대응하기 위해서는 통전 및 가열 방법에 대해 신규성 및 진보성과 효과성이 있는 새로운 방식으로 개선시켜나가는 것이 바람직하다.

저자: the boeing company
자료유형: 특허정보