해체가 용이한 형상기억합금 나사의 개발

전문가 제언

○ 금속재료의 형상기억효과는 마르텐사이트상의 역변태(ε→γ)에 의하여 모상으로 돌아가는 현상으로 변태온도 이상으로 가열하면 변형이 제거되어 원래의 형상으로 복귀한다. 대표적인 형상기억합금으로는 니티놀로 불리는 Ni-Ti합금이 있으며 의료용 스턴트, 치열교정 와이어, 안경테, 관이음쇠 등의 용도로 이용되고 있다. 그러나 Ni-Ti합금은 가공이 어렵고 또한 가격이 높은 점이 용도의 확대에 큰 장애가 되고 있다.

○ 본고에서 소개하고 있는 나사에서는 Ni-Ti계 형상기억합금으로 된 와셔를 이용하고 있다. 즉 미리 형상을 기억시킨 온도로 가열하면 와셔의 내경이 확대되어 나사가 체결부에서 자동적으로 분리된다. 와셔는 코일상태의 합금선재로부터 양산이 가능하므로 이를 가전제품의 체결용 나사에 이용하면 폐기품의 재활용을 위한 해체가 용이해 진다. 그러나 이의 실용화에는 고가의 Ni-Ti계 합금을 대체하는 저가합금의 적용이 필요할 것이다.

○ 저가의 형상기억합금으로는 Fe-28Mn-6Si-5Cr 합금과 Fe-16Mn-5Si-12Cr -5Ni계 합금이 있다. 그러나 이와 같은 철합금은 회복변형이 2% 정도에 불과하여 해체용 나사에 적용하기 위해서는 회복변형률의 향상이 필요하다. 회복변형률의 향상에는 변형과 가열처리를 반복하는 방법, Nb나 V를 첨가하여 열간가공을 실시하는 방법 등이 보고되고 있어 이에 대한 연구개발이 필요하다.

○ 국내의 대학과 연구기관에서도 형상기억합금에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 형상기억합금이 갖는 응용잠재력에도 불구하고 이의 실용화는 특수한 용도에 한정되고 있다. 형상기억합금의 용도 확대와 새로운 용도의 개발을 위해서는 변형과 가열의 반복 사이클에서 나타나는 재료특성의 열화문제, 형상회복속도와 회복변형률의 한계성, 강도나 가공성 문제 등을 해결하는 방향에서 연구개발이 이루어져야 할 것이다.

저자

K. Yoshida

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2009

권(호)

50(587)

잡지명

塑性と加工

과학기술
표준분류

재료

페이지

1110~1114

분석자

심*동

분석물

• 해체가 용이한 형상기억합금 나사의 개발.pdf [338,299 byte]

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