KR20220086061A - Apparatus and method for molding superelastic titanium alloy - Google Patents

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Abstract

초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치 및 방법이 개시된다. 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치는, 티타늄 합금 분말이 투입되는 투입홀이 형성된 장입기와, 장입기의 투입홀에 삽입되어 티타늄 합금 분말을 가압 성형하는 가압 펀치를 포함하다. 여기서, 가압 펀치는 투입홀에 나사 결합으로 삽입될 수 있다.A superelastic titanium alloy powder forming apparatus and method are disclosed. The superelastic titanium alloy powder molding apparatus includes a charging machine having an input hole into which the titanium alloy powder is input, and a pressure punch inserted into the input hole of the loading machine to press-form the titanium alloy powder. Here, the pressure punch may be inserted into the input hole by screwing.

Description

초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MOLDING SUPERELASTIC TITANIUM ALLOY}Apparatus and method for forming superelastic titanium alloy powder

본 발명은 티타늄 합금 분말의 성형 및 소결이 용이한 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for forming a superelastic titanium alloy powder that is easy to form and sinter the titanium alloy powder.

일반적으로 티타늄 분말의 성형 및 소결에 사용되는 방법은, 성형 치구에 분말을 충진한 후 펀치로 가압하여 일정 형태의 모양으로 제조 한 후 특정 온도 분위기에서 열처리하여 소결한다. In general, the method used for molding and sintering titanium powder is to fill the molding jig with the powder, press it with a punch to form a predetermined shape, and then sinter it by heat treatment in a specific temperature atmosphere.

이때 사용되는 치구는 분말의 충진과 성형체의 탈거 과정에서 성형체의 파손이 발생하지 않고 탈거 용이성을 확보하기 위하여 치구의 분말 충진 부분의 표면을 매끄럽게 제조한다. In this case, the jig used at this time produces a smooth surface of the powder-filled portion of the jig in order to secure the ease of removal without damage to the molded body during the powder filling and removal of the molded body.

이러한 티타늄 등 분말을 이용하여 성형품을 제조하는 종래의 방법으로는 티타늄 너트 및 그 제조방법 및 성형장치(한국특허공개 2006-0115283), 티타늄 분말을 바인더와 혼합하여 사출 성형하는 방법(한국특허등록 제508471호) 등이 제안된 바 있다.As a conventional method for manufacturing a molded article using such a powder such as titanium, a titanium nut, a method for manufacturing the same, and a molding apparatus (Korea Patent Publication 2006-0115283), a method of injection molding by mixing titanium powder with a binder (Korea Patent Registration No. 508471) and others have been proposed.

그러나 초탄성 성질을 갖는 티타늄계 합금 분말은 일반적으로 사용되는 성형 치구에 사용할 경우 성형을 위하여 가한 압력을 제거하면 본래의 모습으로 돌아가는 성질로 인하여 성형이 불가능한 문제점이 있다.However, when the titanium-based alloy powder having superelastic properties is used in a commonly used forming jig, there is a problem in that it is impossible to form due to the property of returning to its original shape when the pressure applied for forming is removed.

본 발명의 일 실시예는, 초탄성 성질을 갖는 티타늄 합금 분말을 용이하게 성형하고 성형 품질의 향상이 가능한 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치 및 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide an apparatus and method for forming a superelastic titanium alloy powder capable of easily forming a titanium alloy powder having a superelastic property and improving the forming quality.

본 발명의 일 실시예는, (a) 티타늄 함량 45 중량부 내지 46 중량부와, 초탄성 재료 4 중량부 내지 5 중량부와, 지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물 49 중량부 내지 51 중량부를 포함하는 티타늄 합금 분말을 제조하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계의 티타늄 합금 분말을 장입기의 투입홀에 투입하고 투입홀에 투입된 상기 티타늄 합금 분말을 가압 펀치로 가압 성형하는 단계와, (c) 상기 (b) 단계의 가압 형성된 상기 티타늄 합금 분말을 열처리하여 소결하는 단계를 포함한다.An embodiment of the present invention, (a) 45 parts by weight to 46 parts by weight of titanium content, 4 parts by weight to 5 parts by weight of a superelastic material, 49 parts by weight to 51 parts by weight of a mixture of zirconium, nickel and niobinium Preparing a titanium alloy powder comprising; (b) putting the titanium alloy powder of step (a) into an input hole of a loading machine and press-molding the titanium alloy powder put into the input hole with a pressure punch; (c) heat-treating and sintering the titanium alloy powder formed under the pressure of step (b).

(a) 단계의 상기 티타늄 합금 분말의 영율(elongation ratio)은 30MPa 내지 70MPa일 수 있다.The Young's modulus (elongation ratio) of the titanium alloy powder in step (a) may be 30 MPa to 70 MPa.

장입기와 가압 펀치는 그래파이트 재질일 수 있다. The loader and the pressure punch may be made of graphite.

본 발명의 일 실시예는, 티타늄 합금 분말이 투입되는 투입홀이 형성된 장입기와, 장입기의 투입홀에 삽입되어 티타늄 합금 분말을 가압 성형하는 가압 펀치를 포함하다. An embodiment of the present invention includes a charging machine having an input hole into which the titanium alloy powder is inserted, and a pressure punch inserted into the input hole of the loading machine to press-form the titanium alloy powder.

가압 펀치는 투입홀에 나사 결합으로 삽입될 수 있다.The pressure punch may be inserted into the input hole by screwing.

장입기는, 저면에 바닥면에 지지되는 편평면이 형성되고, 상부에는 티타늄 합금 분말이 투입되는 투입홀이 형성되며, 투입홀의 내벽면의 일부분에는 제1 나사산이 형성될 수 있다.The charging device may have a flat surface supported on a bottom surface on a bottom surface thereof, an input hole through which titanium alloy powder is inputted, and a first screw thread may be formed on a portion of an inner wall surface of the input hole.

가압 펀치는, 투입홀의 내부에 삽입되며 제1 나사산에 치합되는 제2 나사산이 외표면의 일부분에 형성되는 가압 돌부와, 가압 돌부의 상측에 돌출되는 다각형의 머리부를 포함할 수 있다.The pressing punch may include a pressing protrusion which is inserted into the input hole and formed in a portion of the outer surface of the second screw thread meshing with the first screw thread, and a polygonal head protruding from the upper side of the pressing protrusion.

제2 나사산은 가압 돌부의 단부로부터 이격된 위치에 설정된 길이로 형성될 수 있다.The second thread may be formed with a set length at a location spaced apart from the end of the pressing protrusion.

티타늄 합금 분말은, 티타늄 함량 45 중량부 내지 46 중량부와, 초탄성 재료 4 중량부 내지 5 중량부와, 지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물 49 중량부 내지 51 중량부를 포함할 수 있다.The titanium alloy powder may include 45 parts by weight to 46 parts by weight of a titanium content, 4 parts by weight to 5 parts by weight of a superelastic material, and 49 parts by weight to 51 parts by weight of a mixture of zirconium, nickel, and niobinium.

티타늄 합금 분말의 영율(elongation ratio)은 30MPa 내지 70MPa일 수 있다.The Young's modulus (elongation ratio) of the titanium alloy powder may be 30 MPa to 70 MPa.

장입기와 가압 펀치는 그래파이트 재질일 수 있다.The loader and the pressure punch may be made of graphite.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 초탄성의 특성을 갖는 티타늄 합금 분말을 장입기의 내부에 투입한 상태에서 장입기에 나사 결합되는 가압 펀치의 가압으로 용이하게 성형이 가능하다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to easily form the titanium alloy powder having superelastic properties by pressing the pressure punch screw-coupled to the loader in a state in which the titanium alloy powder is inserted into the charger.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가압 펀치에 의해 가압된 티타늄 합금 분말의 성형 상태에서 열처리로에 용이하게 삽입되고, 장입기와 가압펀치의 그래파이트 재질에 의한 용이한 열전달에 의해 소결 작업이 효과적으로 이루어져 성형 품질의 향상이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the titanium alloy powder pressed by the pressure punch is easily inserted into the heat treatment furnace in the molding state, and the sintering operation is effectively performed by the easy heat transfer by the graphite material of the charger and the pressure punch. It is possible to improve the molding quality.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치를 개략적으로 도시한 요부 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 탄성 티타늄 합금 분말 성형장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금 분말이 가압 성형되어 열처리 소결 공정이 완료되어 소결체로 제조된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초탄성 티타늄 합금 분말 성형방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.1 is an exploded perspective view schematically showing a superelastic titanium alloy powder molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing the elastic titanium alloy powder molding apparatus of FIG.
3 is a perspective view schematically illustrating a state in which the titanium alloy powder according to an embodiment of the present invention is press-molded and the heat treatment sintering process is completed to produce a sintered body.
4 is a flowchart schematically illustrating a method for forming a superelastic titanium alloy powder according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar components throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치를 개략적으로 도시한 요부 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 탄성 티타늄 합금 분말 성형장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is an exploded perspective view schematically showing a superelastic titanium alloy powder molding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the elastic titanium alloy powder molding apparatus of FIG. 1 .

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치(100)는, 티타늄 합금 분말(15)이 투입되는 투입홀(13)이 형성된 장입기(10)와, 장입기(10)의 투입홀(13)에 삽입되어 티타늄 합금 분말(15)을 가압 성형하는 가압 펀치(20)를 포함할 수 있다.1 and 2, the superelastic titanium alloy powder molding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is a charger ( 10), and a pressure punch 20 inserted into the input hole 13 of the loader 10 to press-mould the titanium alloy powder 15 .

장입기(10)는 설치 장소의 바닥면에 설치되는 것으로, 하부에는 바닥면에 위치되는 편평면(11)이 형성된 상태로 바닥면에 위치될 수 있다. The loader 10 is to be installed on the bottom surface of the installation site, and may be located on the bottom surface with a flat surface 11 positioned on the bottom surface formed at the lower part.

장입기(10)는 원통형으로 형성되어 설치 장소의 바닥면에 위치될 수 있다. 물론 장입기(10)는 원통형으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 직육면체 형상 등으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다. The loader 10 is formed in a cylindrical shape and may be located on the bottom surface of the installation site. Of course, the charging device 10 is not necessarily limited to a cylindrical shape, and it is also possible to appropriately change and apply a rectangular parallelepiped shape.

장입기(10)는 내부에 티타늄 합금 분말(15)의 투입을 위한 투입홀(13)이 형성될 수 있다.The inserter 10 may have an input hole 13 for input of the titanium alloy powder 15 therein.

투입홀(13)은 장입기(10)의 내부에 형성되는 것으로, 장입기(10)의 상부로 개구되어 티타늄 합금 분말(15)이 내부로 투입될 수 있다. 투입홀(13)은 장입기(10)의 상부로부터 내부 방향으로 원통형으로 형성되는 것을 예시적으로 설명한다. 그러나 투입홀(13)은 후술하는 가압 펀치(20)의 형상 변경에 대응하여 직육면체 등의 적절한 형상으로 변경 적용되는 것도 가능하다. The input hole 13 is formed inside the loader 10 , and is opened to the upper portion of the loader 10 so that the titanium alloy powder 15 can be introduced therein. It will be exemplarily described that the input hole 13 is formed in a cylindrical shape in an inward direction from the top of the inserter 10 . However, the input hole 13 may be changed and applied to an appropriate shape, such as a rectangular parallelepiped, in response to a change in the shape of the pressure punch 20 to be described later.

이러한 투입홀(13)의 내벽면에는 제1 나사산(17)이 형성될 수 있다.A first screw thread 17 may be formed on the inner wall surface of the input hole 13 .

제1 나사산(17)은 투입홀(13)의 내벽면의 일부분에 형성되는 것으로, 가압 펀치(20)를 구성하는 가압 돌부(21)가 나사 결합으로 삽입되도록 형성될 수 있다.The first screw thread 17 is formed on a portion of the inner wall surface of the input hole 13, and the pressure protrusion 21 constituting the pressure punch 20 may be inserted by screwing.

제1 나사산(17)은 투입홀(13)의 내벽면의 상부에서 이격된 위치로부터 하부 방향으로 일정 길이로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 나사산(17)은 후술하는 가압 돌부(21)에 형성된 제2 나사산(22)에 체결되는 바, 가압 돌부(21)가 투입홀(13)의 내부에 일정 깊이로 삽입되도록 할 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 가압 돌부(21)를 설명하면서 구체적으로 설명한다.The first screw thread 17 may be formed with a predetermined length in a downward direction from a position spaced apart from the upper portion of the inner wall surface of the input hole 13 . Therefore, the first screw thread 17 is fastened to the second screw thread 22 formed in the pressing protrusion 21 to be described later, so that the pressing protrusion 21 is inserted into the input hole 13 to a certain depth. have. This will be described in detail below while describing the pressing protrusion 21 .

투입홀(13)에 투입되는 티타늄 합금 분말(15)은, 티타늄 함량 45 중량부 내지 46 중량부와, 초탄성 재료 4 중량부 내지 5 중량부와, 지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물 49 내지 51 중량부를 포함할 수 있다.The titanium alloy powder 15 injected into the input hole 13 is a titanium content of 45 parts by weight to 46 parts by weight, 4 parts by weight to 5 parts by weight of a superelastic material, and 49 to 49 parts by weight of a mixture of zirconium, nickel and niobinium. 51 parts by weight.

보다 구체적으로 티타늄 합금 분말(15)에 포함되는 티타늄 함량은, 45 중량부 이상으로 포함되는 것으로, 티타늄 합금에 더해 초탄성(hyperelastic) 재료 4 중량부 내지 5 중량부가 더욱 포함될 수 있다. 초탄성 재료는 보다 바람직하는 4 중량부가 포함될 수 있다.More specifically, the titanium content included in the titanium alloy powder 15 is to be included in 45 parts by weight or more, and 4 parts by weight to 5 parts by weight of a superelastic material may be further included in addition to the titanium alloy. The superelastic material may contain more preferably 4 parts by weight.

또한 티타늄 합금 분말(15)에는 지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물이 더욱 포함될 수 있다. In addition, the titanium alloy powder 15 may further include a mixture of zirconium, nickel, and niobinium.

지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물은 49 중량부 내지 51 중량부로 포함될 수 있다. 지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물은 보다 바람직하게는 51 중량부가 포함될 수 있다.The mixture of zirconium, nickel, and niobinium may be included in an amount of 49 parts by weight to 51 parts by weight. The mixture of zirconium, nickel, and niobinium may more preferably contain 51 parts by weight.

아울러, 티타늄 합금 분말의 영율(elongation ratio)은 30MPa 내지 70MPa일 수 있다. In addition, the Young's modulus (elongation ratio) of the titanium alloy powder may be 30 MPa to 70 MPa.

이와 같이 티타늄 합금 분말(15)이 장입기(10)의 투입홀(13)의 내부에 투입된 상태에서 가압 펀치(20)에 의해 일정 압력으로 가압될 수 있다.In this way, the titanium alloy powder 15 may be pressed to a predetermined pressure by the pressing punch 20 in a state in which the titanium alloy powder 15 is put into the input hole 13 of the loader 10 .

가압 펀치(20)는, 투입홀(13)의 내부에 삽입되며 투입홀(13)의 제1 나사산(17)에 치합되는 제2 나사산(22)이 외표면의 일부분에 형성되는 가압 돌부(21)와, 가압 돌부(21)의 상측에 돌출되는 다각형의 머리부(23)를 포함할 수 있다.The pressure punch 20 is inserted into the input hole 13 and the second screw thread 22 engaged with the first screw thread 17 of the input hole 13 is formed on a portion of the outer surface of the pressing protrusion 21 ), and may include a polygonal head 23 protruding from the upper side of the pressing protrusion 21 .

가압 돌부(21)는 투입홀(13)의 내부에 삽입되어 투입홀(13)의 내부에 장입된 티타늄 합금 분말(15)을 가압 성형하도록 설치될 수 있다.The pressing protrusion 21 may be installed to be inserted into the input hole 13 and press-molded the titanium alloy powder 15 charged into the input hole 13 .

가압 돌부(21)는 투입홀(13)의 내경에 대응하는 직경을 갖는 원통형으로 형성되어, 투입홀(13)의 내부에 삽입될 수 있다.The pressing protrusion 21 is formed in a cylindrical shape having a diameter corresponding to the inner diameter of the input hole 13 , and may be inserted into the input hole 13 .

가압 돌부(21)의 외표면에는 투입홀(13)의 내벽면에 형성된 제1 나사산(17)에 치합되는 제2 나사산(22)이 형성될 수 있다.A second screw thread 22 that meshes with the first screw thread 17 formed on the inner wall surface of the input hole 13 may be formed on the outer surface of the pressing protrusion 21 .

제2 나사산(22)은 가압 돌부(21)의 단부로부터 이격된 위치에서 대략 길이 방향의 중앙 위치의 외표면에 형성되어 제1 나사산(17)에 치합될 수 있다. The second thread 22 may be formed on the outer surface of the central position in the longitudinal direction at a position spaced apart from the end of the pressing protrusion 21 to engage the first thread 17 .

이와 같이, 제2 나사산(22)이 가압 돌부(21)의 길이 방향의 중앙 위치에 형성되는 것은, 가압 돌부(21)가 투입홀(13)의 내부에 삽입되는 깊이의 적절한 조정을 위한 것이다.As such, the second screw thread 22 is formed at the central position in the longitudinal direction of the pressing protrusion 21 for appropriate adjustment of the depth at which the pressing protrusion 21 is inserted into the input hole 13 .

즉, 가압 돌부(21)는 제2 나사산(22)이 제1 나사산(17)에 치합되는 길이에 대응하여 투입홀(13)의 내부에 삽입되는 것으로, 나사 결합에 의해 투입홀(13)의 내부에 일정 깊이로 삽입될 수 있다.That is, the pressing protrusion 21 is inserted into the input hole 13 corresponding to the length at which the second screw thread 22 is meshed with the first screw thread 17 , and the input hole 13 by screw coupling. It can be inserted to a certain depth inside.

따라서, 가압 돌부(21)는 투입홀(13)의 내부에 적절한 깊이로 삽입되어, 투입홀(13)의 내부에 투입된 미네랄을 적정한 압력으로 가압 성형하는 것이 가능하다.Accordingly, the pressing protrusion 21 is inserted to an appropriate depth inside the input hole 13 , and it is possible to press-molded the mineral injected into the input hole 13 with an appropriate pressure.

이러한 가압 돌부(21)에는 머리부(23)가 돌출될 수 있다.The head 23 may protrude from the pressing protrusion 21 .

머리부(23)는 가압 돌부(21)의 상부에 돌출되는 것으로, 가압 돌부(21)가 투입홀(13)의 내부에 삽입 과정에서 회전력이 전달되도록 형성될 수 있다.The head 23 protrudes from the upper portion of the pressing protrusion 21 , and the pressing protrusion 21 may be formed so that rotational force is transmitted during the insertion process into the input hole 13 .

머리부(23)는 가압 돌부(21)의 상측에 육각 형상으로 돌출될 수 있다. 따라서, 작업자가 소정의 회전 도구를 이용하여 머리부(23)를 클램핑한 상태에서 가압 돌부(21)에 회전력을 용이하게 전달하는 것이 가능하다.The head 23 may protrude in a hexagonal shape on the upper side of the pressing protrusion 21 . Accordingly, it is possible to easily transmit the rotational force to the pressing protrusion 21 in a state in which the operator clamps the head 23 using a predetermined rotation tool.

전술한 바와 같이, 티타늄 합금 분말(15)은, 장입기(10)의 투입홀(13)에 투입한 상태에서 나사 결합되는 가압 펀치(20)의 가압 작용에 의해 투입홀(13)의 내부에서 용이하게 가압 성형될 수 있다.As described above, the titanium alloy powder 15 is inserted into the input hole 13 of the inserter 10 in the inside of the input hole 13 by the pressing action of the pressure punch 20 screwed together. It can be easily press-molded.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금 분말이 가압 성형되어 열처리 소결 공정이 완료되어 소결체로 제조된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.3 is a perspective view schematically illustrating a state in which the titanium alloy powder according to an embodiment of the present invention is press-molded to complete the heat treatment sintering process to produce a sintered body.

도 3에 도시된 바와 같이, 티타늄 합금 분말(15)은 장입기(10)와 가압 펀치(20)에 의해 가압 성형된 상태에서 열처리로에 장입되어 설정 온도 분위기에서 가열하는 소결 작업 공정이 이루어져 소결체(30)로 성형 제조될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the titanium alloy powder 15 is charged into a heat treatment furnace in a press-molded state by the loader 10 and the pressure punch 20 , and a sintering operation process of heating in a set temperature atmosphere is performed. (30) can be manufactured by molding.

여기서, 장입기(10)와 가압 펀치(20)는 소결 작업 공정에서 효과적인 열전달을 위해 그래파이트 재질로 형성될 수 있다.Here, the loader 10 and the pressure punch 20 may be formed of a graphite material for effective heat transfer in the sintering process.

따라서, 본 실시예는 초탄성의 특성을 갖는 티타늄 합금 분말(15)은 장입기(10)의 내부에 투입한 상태에서 장입기(10)에 나사 결합되는 가압 펀치(20)의 가압으로 용이하게 성형이 가능하다. 아울러, 가압 펀치(20)에 의해 가압 성형 상태에서 열처리로에 용이하게 삽입되고 그래파이트 재질에 의한 용이한 열전달에 의해 소결 작업이 효과적으로 이루어져 성형 품질의 향상이 가능하다.Therefore, in this embodiment, the titanium alloy powder 15 having superelastic properties is easily pressurized by the pressure punch 20 screwed to the loader 10 in a state that is put into the inside of the charger 10 . molding is possible. In addition, it is easily inserted into the heat treatment furnace in the press-molded state by the pressure punch 20, and the sintering operation is effectively performed by the easy heat transfer by the graphite material, thereby improving the molding quality.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초탄성 티타늄 합금 분말 성형방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 1 내지 도 3과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.4 is a flowchart schematically illustrating a method for forming a superelastic titanium alloy powder according to an embodiment of the present invention. The same reference numerals as in FIGS. 1 to 3 refer to the same or similar members having the same or similar functions. Hereinafter, detailed descriptions of the same reference numerals will be omitted.

먼저, 티타늄 함량 45 중량부 내지 46 중량부와, 초탄성 재료 4 중량부 내지 5 중량부와, 지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물 49 내지 51 중량부를 포함하는 티타늄 합금 분말을 제조한다(S10). 보다 바람직하게는 티타늄 함량 45 중량부와, 초탄성 재료 4 중량부와, 지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물 51 중량부를 포함할 수 있다.First, a titanium alloy powder comprising 45 to 46 parts by weight of a titanium content, 4 to 5 parts by weight of a superelastic material, and 49 to 51 parts by weight of a mixture of zirconium, nickel, and niobinium is prepared (S10) . More preferably, 45 parts by weight of titanium content, 4 parts by weight of a superelastic material, and 51 parts by weight of a mixture of zirconium, nickel, and niobinium may be included.

(S10) 단계에서 티타늄 합금 분말(15)의 영율(elongation ratio)은 30MPa 내지 70MPa일 수 있다. In step (S10), the Young's modulus (elongation ratio) of the titanium alloy powder 15 may be 30 MPa to 70 MPa.

다음, (S10) 단계의 티타늄 합금 분말(15)을 장입기(10)의 투입홀(13)에 투입하고, 투입홀(13)에 투입된 티타늄 합금 분말(15)을 가압 펀치(20)로 가압 성형한다(S20).Next, the titanium alloy powder 15 of step (S10) is put into the input hole 13 of the loader 10, and the titanium alloy powder 15 put into the input hole 13 is pressed with the pressure punch 20. Molding (S20).

(S20) 단계는 장입기(10)의 투입홀(13)의 내부에 티타늄 합금 분말(15)을 투입한 상태로 가압 펀치(20)를 투입홀(13)의 내부에 나사 결합으로 삽입하는 바, 티타늄 합금 분말(15)의 안정적인 가압 성형이 이루어질 수 있다.The step (S20) is to insert the pressure punch 20 into the input hole 13 in a state in which the titanium alloy powder 15 is put into the input hole 13 of the inserter 10 by screwing into the inside of the input hole 13. , stable press molding of the titanium alloy powder 15 can be made.

이어서, (S20) 단계의 가압 형성된 티타늄 합금 분말(15)을 열처리하여 소결한다(S30).Subsequently, the titanium alloy powder 15 formed under the pressure of step (S20) is heat-treated and sintered (S30).

(S30) 단계는 티타늄 합금 분말(15)이 (S20) 단계에서 장입기(10)와 가압 펀치(20)에 의해 가압 성형된 상태에서 열처리로에 장입되는 바, 소정의 설정 온도 분위기에서 가열되어 소결체(30)로 소결될 수 있다. 여기서, 장입기(10)와 가압 펀치(20)는 소결 작업 공정에서 효과적인 열전달을 위해 그래파이트 재질로 형성될 수 있다.In the step (S30), the titanium alloy powder 15 is charged into the heat treatment furnace in a state in which the titanium alloy powder 15 is press-molded by the loader 10 and the pressure punch 20 in the step (S20), and is heated in an atmosphere of a predetermined set temperature. It may be sintered into the sintered body 30 . Here, the loader 10 and the pressure punch 20 may be formed of a graphite material for effective heat transfer in the sintering process.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to carry out various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this also It is natural to fall within the scope of

10...장입기 11...편평면
13...투입홀 15...티타늄 합금 분말
17...제1 나사산 20...가압 펀치
21..가압 돌부 22...제2 나사산
23...머리부 30...소결체10... Insertion 11... Flat surface
13...Injection hole 15...Titanium alloy powder
17...First thread 20...Pressure punch
21..Pressure protrusion 22...Second thread
23...Head 30...Sintered body

Claims (9)

(a) 티타늄 함량 45 중량부 내지 46 중량부와, 초탄성 재료 4 중량부 내지 5 중량부와, 지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물 49 중량부 내지 51 중량부를 포함하는 티타늄 합금 분말을 제조하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 티타늄 합금 분말을 장입기의 투입홀에 투입하고, 투입홀에 투입된 상기 티타늄 합금 분말을 가압 펀치로 가압 성형하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 가압 형성된 상기 티타늄 합금 분말을 열처리하여 소결하는 단계;
를 포함하는, 초탄성 티타늄 합금 분말 성형방법.(a) 45 parts by weight to 46 parts by weight of a titanium content, 4 parts by weight to 5 parts by weight of a superelastic material, and 49 parts by weight to 51 parts by weight of a mixture of zirconium, nickel, and niobinium to prepare a titanium alloy powder step;
(b) inserting the titanium alloy powder of step (a) into the input hole of the loading machine, and press-molding the titanium alloy powder put into the input hole with a pressure punch; and
(c) sintering the titanium alloy powder formed under the pressure of step (b) by heat treatment;
Including, superelastic titanium alloy powder molding method. 제1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 상기 티타늄 합금 분말의 영율(elongation ratio)은 30MPa 내지 70MPa인, 초탄성 티타늄 합금 분말 성형방법.According to claim 1,
The Young's modulus (elongation ratio) of the titanium alloy powder of step (a) is 30 MPa to 70 MPa, superelastic titanium alloy powder forming method. 제2항에 있어서,
상기 장입기와 상기 가압 펀치는 그래파이트 재질인, 초탄성 티타늄 합금 분말 성형방법.3. The method of claim 2,
The charger and the pressure punch is a graphite material, superelastic titanium alloy powder molding method. 티타늄 합금 분말이 투입되는 투입홀이 형성된 장입기; 및
상기 장입기의 상기 투입홀에 삽입되어, 상기 티타늄 합금 분말을 가압 성형하는 가압 펀치;
를 포함하고,
상기 가압 펀치는 상기 투입홀에 나사 결합으로 삽입되는, 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치. a loading device having an input hole into which titanium alloy powder is input; and
a pressure punch inserted into the input hole of the inserter and press-molded to the titanium alloy powder;
including,
The pressure punch is inserted into the input hole by screwing, a superelastic titanium alloy powder molding apparatus. 제4항에 있어서,
상기 장입기는,
저면에 바닥면에 지지되는 편평면이 형성되고, 상부에는 상기 티타늄 합금 분말이 투입되는 투입홀이 형성되며, 상기 투입홀의 내벽면의 일부분에는 제1 나사산이 형성되는, 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치. 5. The method of claim 4,
The inserter,
A flat surface supported on a bottom surface is formed on a bottom surface, an input hole into which the titanium alloy powder is input is formed on the upper surface, and a first screw thread is formed on a portion of an inner wall surface of the input hole, superelastic titanium alloy powder molding apparatus . 제5항에 있어서,
상기 가압 펀치는,
상기 투입홀의 내부에 삽입되며 상기 제1 나사산에 치합되는 제2 나사산이 외표면의 일부분에 형성되는 가압 돌부; 및
상기 가압 돌부의 상측에 돌출되는 다각형의 머리부;
를 포함하고,
상기 제2 나사산은 상기 가압 돌부의 단부로부터 이격된 위치에 설정된 길이로 형성되는, 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치. 6. The method of claim 5,
The pressure punch,
a pressing protrusion inserted into the input hole and having a second screw thread engaged with the first screw thread formed on a portion of the outer surface; and
a polygonal head protruding from an upper side of the pressing protrusion;
including,
The second screw thread is formed with a length set at a position spaced apart from the end of the pressing protrusion, superelastic titanium alloy powder molding apparatus. 제6항에 있어서,
상기 티타늄 합금 분말은, 티타늄 함량 45 중량부 내지 46 중량부와, 초탄성 재료 4 중량부 내지 5 중량부와, 지르코늄과 니켈과 나이오비늄의 혼합물 49 중량부 내지 51 중량부를 포함하는, 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치. 7. The method of claim 6,
The titanium alloy powder, 45 parts by weight to 46 parts by weight of titanium content, 4 parts by weight to 5 parts by weight of a superelastic material, and 49 parts by weight to 51 parts by weight of a mixture of zirconium, nickel, and niobinium, superelastic Titanium alloy powder molding machine. 제7항에 있어서,
상기 티타늄 합금 분말의 영율(elongation ratio)은 30MPa 내지 70MPa인, 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치. 8. The method of claim 7,
The Young's modulus (elongation ratio) of the titanium alloy powder is 30 MPa to 70 MPa, superelastic titanium alloy powder molding apparatus. 제4항에 있어서,
상기 장입기와 상기 가압 펀치는 그래파이트 재질인, 초탄성 티타늄 합금 분말 성형장치. 5. The method of claim 4,
The charger and the pressure punch is a graphite material, super-elastic titanium alloy powder molding apparatus.
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