대형 Ti-6Al-4V분말 성형체의 준비와 링 압연공정

전문가 제언

○ 타이타늄은 비강도가 좋고 내식성이 탁월하기 때문에 항공우주산업에서는 필수재료이다. 미국의 마하 3 초음속 정찰기 SR-71의 95%가 타이타늄 재료로 되어 있으며, 현재 하늘의 최강자 스텔스 전투기 F-22도 42%가 타이타늄 재료이다. Ti-6Al-4V합금은 항공우주산업에서 적용되는 대표적인 타이타늄 합금이다. 특히 F-22의 single piece vertical stabilizer rudder actuator support등 6개의 대형 구조물에 대한 주물의 HIPing처리는 내부 shrinkage공공을 눌러 없애고 공공(Void)벽에 확산 접합하도록 하여 CF(Casting Factor)가 1이 되도록 하는데 결정적 기여를 하게 하였다.

 

○ 타이타늄은 산소와의 강한 반응성 때문에 대기 중에서 열간 작업을 하게 되면 표면에 생긴 산화물을 제거해야 다음공정에서 작업이 가능하기 때문에 재료 회수율이 낮다. 이를 피하여 near net shaping으로 재료 회수율을 높이는 등 분말야금의 장점을 따고 분말 야금에서 불가피하게 따라오는 공공의 발생 등 단점을 보완하기 위해 미 해군에서는 일찌기 HIPing을 이용하는 기술을 연구하였으며 특히 대형 Ti-6Al-4V링은 재래식 방법으로는 생산이 거의 불가능하다.

 

○ 국내에서는 군 운용 중인 복합소총의 일부 소형부품이 Ti？6Al-4V합금 HIPing 주조를 이용 제작되어 적용중인데, 주물의 결함 특히 공공(void)과 shrinkage발생을 방지하기 위해 이 기술이 사용되었으며, 국방과학연구소 중심으로 산연이 특히 직경이 큰 타이타늄 합금의 링을 유도무기 등에 적용하기 위해 이 분야에 광범위하게 연구개발 중이다.

 

○ 그러나 비용이 많이 소요되기 때문에 이를 감안하여 적용해야한다. 일반적으로 철강의 열배가 스테인리스 강 비용이라면 Ti-6Al-4V구조재 경우 이의 10배정도의 비용이 필요하다. 중량 저감 문제가 비용을 상쇄할 경우에 이의 적용이 가능하다. 특히 유도무기는 중량이 무거워지면 추진제량이 늘어나는 등의 이유로 내식성이 강한 타이타늄 재료를 이용한 경량화가 아주 중요하다.

 

 

저자

R.P.Guo,L.Xu,B.Y.Zong,R. Yang

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

99()

잡지명

Materials & Design

과학기술
표준분류

재료

페이지

341~348

분석자

허*무

분석물

• 대형 Ti-6Al-4V분말 성형체의 준비와 링 압연공정.pdf [504,938 byte]

이미지변환중입니다.