KR100205160B1 - Ni-ti계 합금과 이종금속의 접합부 및 그 접합방법 - Google Patents

Ni-ti계 합금과 이종금속의 접합부 및 그 접합방법 Download PDF

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사또루 마스나가
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후루까와 준노스께
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Abstract

본 발명은 압력의 적용과 접합된 계면부상의 하나 이상의 금속 보더링의 융합 때문에 반응 융합을 통해 얻어진 용해 단조 조직와, Ni-Ti 계 합금을 고온에서 연화시키고 압력을 Ni-Ti 계 합금의 측부에 적용시킴으로써 얻어진 Ni-Ti 계 합금의 열간 단조 조직 및, 상기 금속을 고온에서 연화시키고 압력을 상기 용해 단조 조직를 가로지르는 이종 금속의 측부상에 적용시킴으로써 얻어진 이종 금속의 열간 단조 조직를 포함하는, Ni-Ti 계 합금과는 이종 금속을 가진 Ni-Ti 계 합금의 접합된 계면부를 갖는 이종 금속을 가진 Ni-Ti 계 합금의 접합부와, 상기 접합부를 얻기 위한 적접 접합방법에 관한 것이다.
상기 특성을 저하시킴없이 고강도를 제공하는 이종금속 성분에 Ni-Ti 계 합금 성분을 접합시키는 것이 가능하게 된다.

Description

Ni-Ti 계 합금과 이종금속의 접합부 및 그 접합방법
제1도는 본 발명의 접합방법에 사용한 장치를 나타내는 설명도.
제2도는 본 발명의 접합방법에 의한 접합부의 단면도.
제3도는 비교 접합방법에 의한 접합부의 단면도.
제4도는 본 발명의 접합방법에 의해 접합된 87wt% Ni-13wt% Cr조성의 51.0 at% Ni-Ti 접합부를 도시하는 금속조직 확대 (17배) 사진.
제5도는 제 4도의 접합부의 금속조직 확대(1500배) 사진.
제6도는 제 4도의 접합부의 51.0at% Ni-Ti 합금의 열간 단조 조직을 도시하는 금속조직 확대(700배) 사진.
제7도는 제 4도의 결합 영역부근에서의 51.0at% Ni-Ti합금의 기본 재료 조직을 도시하는 금속조직 확대(700배)사진.
제8도는 비교 접합방법에 의해 접합된 87wt% Ni-13wt% Cr 조성의51.0 at% Ni-Ti 접합부를 도시하는 금속조직 확대(17배)사진.
제9도는 종래의 업셋 맞대기 용접에 의해 80 wt% Ni-20wt% Cr 조성의 51.0 at% Ni-Ti 와 접합되어 있을 때의 접합부의 금속조직의 도시도.
제10도는 제3도에 이용된 접합 시험의 도시도.
제11도는 제3도의 접합 시험중인 접합부의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압축 장치 3 : 초탄성 와이어
4 : 금속 와이어 5 : 전극
6 : 압력 장치 11 : 용해 단조 조직
12 : 열간 단조 조직 14 : 기본 물질 조직
본 발명은 Ni-Ti 계의 고강도 접합부, 특히 형상기억특성이나 초탄성특성을 가지며, 이종금속(異種金屬)이나 이종합금으로 이루어진 Ni-Ti 계 합금 성분과 그 접합방법에 관한 것이다.
상술의 형상기억효과와 초탄성효과는 소위 작은 변태 히스테리시스(hysteresis)를 가진 열탄성형 마르텐사이트 변태(Martensitic transformation)에 기인한 것이며, 상기 형상기억효과는 마르텐사이트 온도 영역에서의 변형된 것이 마르텐사이트 역 변태(오스테나이트 변태)의 온도이상으로 가열되면 원래의 형태로 변화되는 현상이다.
한편, 초탄성 효과는 오스테나이트 온도 범위내에서 변형된 재료가 변형에 따라 응력 유도 마르텐사이트 변태에 의한 가열없이도 8% 변형왜곡이 고무와 같이 탄성적으로 재생되는 현상이다.
이와같은 형상기억 및 초탄성 효과를 갖는 물질중에는 최근 실용화가 진행중에 있는 물질로서 Ni-Ti 계 합금이 있다. 실제로 Ni-Ti 계 합금으로 형상기억효과가 적용된 제품으로는 공기 제어기의 불로잉 아웃 포트, 밥솥의 압력조절 밸브 의료 제품 등이 있다. 또한, 초탄성 효과가 적용된 제품은 치열 교정 와이어, 브래져컵 와이어, 안경틀, 의료 안내 와이어 등이 있다.
더욱이, 현재 이러한 실용화에 따라 기술의 개발도 추진되고 있다. 이중 한 방법은 이종 금속을 갖는 Ni-Ti 계 합금의 접합기술이다.
Ni-Ti 계 합금은 금속간 화합물이면서, 연성을 가진 특이한 합금이다. 상기 합금의 조성범위는 Ni 와 Ti가 원자비로 1 : 1 에 근접하고 이것에 특정금속을 미량 첨가한 매우 좁은 범위이며, 이 비율이 약간 변화된다면, 이것은 바로 부서지게 된다. 또한 상기 합금이 고활성이기 때문에 Fe, Cu 및 Ni 등이 많은 금속과 용이하게 반응하고 취약한 반응상을 생성한다. 이 반응상의 생성이 Ni-Ti 계 합금과 이종금속 재료와의 용접 및 접합성을 어렵게 만든다.
종래, Ni-Ti 계 합금의 접합에 관해서는, Ni-Ti 계 합금끼리는 레이저 용접 TIG 용접 및 전자 빔 용접 등의 유합 용접법 또는 업세트 맞대기 용접, 플래시 맞대기 용접 및 마찰 용접 등의 압접법에 의해 용이하게 접합되고, 이중에서 업세트 맞대기 용접은 강도성이 우수하다고 알려져 있다.
그러나, Ni-Ti 계 합금과 이종금속을 고강도로 직접 용접하는 기술은 공지되지 않았다. 이는 Ni-Ti 계 합금이 고활성이기 때문에 용접가열시에 Fe, Cu, Ni 등과 쉽게 반응하여 취약한 반응상을 생성하는 곤란성이 있다. 따라서, 상기와 같은 용접법을 사용하여도 접합부에 취약한 반응상을 생성하여 실용적으로 쓰일수 있는 강도를 얻기가 어려웠다.
그래서, Ni-Ti 계 합금을 이종금속과 직접용접하는 것은 불가능하게 되었고, 여기서 종래의 접합기술에서는 다음과 같이 2 개의 방법이 제기되었다.
첫번째로는 기계적 접합법이 있다. 이것은 리벳 등으로 조이고 나사로 고정 시키는 수단에 의해 접합되는 방법이다. 그러나, 이는 접합부가 크고 손실이 반복 작용에 의해 발생하는 단점이 있다.
또한, 다른 방법에는 도금 용접법이 있다. 이것은 Ni-Ti 계 합금 성분의 접합면에 접성이 양호한 금속 또는 니켈이나 동합금을 도금하고, 그 위에서 상수부재와 접하는 것에 의해 Ni-Ti 계 합금 성분이 용융 금속과의 반응을 정지하고, 안정한 접합강도를 얻는 방법이다. 그러나, 접합강도가 도금 밀착가도에 의존하기 때문에 응력이 관계하는 부위의 접합은 불가능하다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안한 것으로서, Ni-Ti 계 합금으로부터 이루어진 부재와 이종금속, 또는 이종금속으로 이루어진 부재를 직접 용접 접합할때에 용융시에 생성되는 취약한 반응상을 합리적으로 처리함에 의해, Ni-Ti 계 합금의 상기 특성을 해치지 않고 양부재를 견고하게 접합하는 접합방법과, 이와 같은 방법에 의해 얻어진 접합부를 개시하는데 있다.
본 발명의 Ni-Ti 계 합금과 이종금속과의 접합부는 압력의 적용과 상기 접합 된 계면부상의 하나이상의 금속 보더링(bordering)의 융합으로 인해 얻어진 용해 단조 조직와, Ni-Ti 계 합금을 고온에서 연화시키고 압력을 Ni-Ti 계 합금의 측부에 적용시킴으로써 얻어진 Ni-Ti 계 합금의 열간 단조 조직 및, 상기 이종금속을 고온에서 연화시키고 압력을 상기 용해 단조 조직을 가로지르는 이종 금속의 측부상에 적용시킴으로써 얻어진 이종 금속의 열간 단조 조직을 포함하는 Ni-Ti 계 합금과 이종 금속을 가진 Ni-Ti 계 합금의 접합된 계면부를 갖는 것을 특징으로 한다.
동시에, Ni-Ti 계 합금의 Ni 또는 Ti 부가 총량 범위가 20 at%를 초과하지 않는 범위에서 Fe, Cr, Al , V, Pd, Co, Nb, 및 Cu 중 하나 또는 2종류 이상으로 치환된 Ni-Ti 계 합금이나 40 내지 60 at% 의 Ni-Ti 계 합금을 포함하는 형상기억 합금 또는 초탄성 합금은 Ni-Ti 형 합금을 사용하는 것이 효과적이고, 이종금속으로서 Ni, Ti, Cu, Fe의 단체금속, Ni기본합금, Ti 기본합금 , Fe 기본합금 및, Cu 기본합금중 어느 것을 사용해도 큰 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 접합 방법은, Ni-Ti 계 합금 부재와 이종금속 부재를 접합하고, 양 부재의 피접합면을 서로 접촉시켜, 이 접합부를 단시간에 어떤 한쪽의 부재의 용융온도까지 가열하여 이것을 국부적으로 반응 용융시키고, 동시에 양부재를 거쳐 접합부를 고압력으로 압축가공함에 의해 접합계면에 상기 양부재의 반응용융 가압에 의해 얻어진 용융 단조조직을 형성하고, 또한 이 용해 단조조직을 Ni-Ti 계 합금 부재측에 이부재를 고온연화시켜 가압하여 얻어진 Ni-Ti 계 합금의 열간 단조 조직과, 이종금속 부재측에 이 부재를 고온연화시켜 가압하여 얻어진 이종금속의 열간단조조직을 형성하는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명의 다른 접합 방법은 상기 접합 방법에서 상기 융합 영역을 접합 계면에서 외부로 밀어내도록 양 성분을 통해 2㎏/㎟ 이상의 압력으로 접합부를 압축 시키므로써, 상기 용융부를 접합 계면으로부터 외부로 추출하여 단조조직을 가지는 추출부를 접합계면의 외주에 형성하여 되는 것으로서, 이때 상기 추출부를 절제하여 연마가공을 실시하는 것은 유효하다.
본 발명의 또다른 접합방법으로서는 피접합면 부근의 Ni-Ti 계 합금 부재측 및 이종금속 부재측에 고열전도 재료로된 방열부를 설치하여, 상기 추출부를 방열부에 접촉시킴으로서 신속한 냉각하에 연화시키는 것을 특징으로 하는 접합 방법이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는 Ni-Ti 계 합금과 이종금속과의 접합부의 구성으로서, 접합계면에 양금 속의 용해 단조조직으로된 층을 형성하고, 이 것을 각각의 금속의 열간 단조조직의 층을 형성한 것이다. 이 경우 용해 단조조직으로서는, 상기 각각의 금속재료가 접합계면에서 접촉한때에, 동시에 또는 용융전으로부터 연속하여 이접합 계면을 가압함에 의해 용탕에 대해 가압력이 전달된 상태에서 응고한 금속조직을 갖는 것이다. 그리고 상기 용해 단조 조직은 접합계면 전면에 있어서 약20㎛이하의 두께로 형성하는 것이 좋다.
그러므로, 접합 계면에서의 국부적 가열에 의해 생성되는 용해물은 단기간 또한 미소량으로 충분하고, 본 발명에서는, 이렇게 생성된 용해물에 가압력을 가해 응됨으로써 얇은 층상의 용해 단조조직을 얻을수 있다.
그러나, 접합계면부의 가열조건 등에 의해 용융단이 다량으로 발생하고 Ni-Ti 계 합금과 이종금속의 취약한 반응 용융상이 생성된 경우에는, 이 접합부의 강도는 저하된다. 예를 들어, 51.0wt% Ni-Ti 계 합금 선재 및 80 wt% Ni-20 wt% Cr 합금 선재의 단면동사를 서로 돌출결합하여, 종래의 업세트 맞대기 용접을 행할 때, 제 9도에 도시된 바와 같이, 접합계면 및 그 외면에 잔유한 용융 반응상으로부터 형성된 단조조직(9)과 또한 접합부의 외부에 먼저 나온 용융물이 Ni-Ti 계 합금 부재 표면과 반응하여 된 액상-고상 간의 확산층(10)과 그 종류의 취약상이 생성되고, 이 층을 기점으로 하는 파단이 접합강도를 저하시키는 주원인이 된다는 것이 확실해진다.
본 발명에 있어서 이와 같은 융합된 반응상에 대해서는, 이것을 이종금속측 및 Ni-Ti 계 합금측을 더욱 고온연화시켜 압력매체로서 이용함에 의해, 접합계면에 압축가공을 실시하여 상기 취약한 반응용융상과 여분의 용융상을 부재외부에 추출함과 동시에 잔유한 최소량의 용융상에 단조가공을 실시하여 이것을 응고시켜 용해단조조직을 형성하여 접합부를 고강화시킨다. 또한 용해 단조 조직의 양측부상의 상기 고온 연화된 영역에도 압력이 적용되므로, 접합 계면에서의 응력 집중을 방지하기 위한 열간 단조 조직이 형성된다.
여기서 최소 가압력은 이종 금속들의 물리적 상태에 따라 변화하지만 일반적으로 2㎏/㎟이상이 요구된다. 만약 가압력이 2㎏/㎟미만이면 반응 용융상 등을 외부로 추출하는 힘이 부족하고, 또한 얻어진 단조 조직도 불충분해진다.
더욱이, 상기 취성 확산층에 대해, 이는 취성 확산층의 제품을 보호하기 위해 접합계면에서 압력의 적용을 통해 용해물 추출부를 최소화하는 최소량으로 접합 계면에서 제조된 용해물을 가압하는 것이 중요하다. 접합부의 가열은 단시간에 한정되어 국부적이 될 것이다. 제품 레벨의 용해물이 너무 높을때 열 전도물질로 구성된 방열부는 Ni-Ti 계 합금의 측부와 본 발명 접합부 주변에서 이종 금속의 측부상의 양 성분이 미리 부착되며, 이에 의해 접합계면 외측으로 용해 추출물을 갖는 확산 반응상의 제품을 보호함으로써 빨리 연화될 것이다. 특히, 양 방열부(방열 홀더)가 추출 용해물을 방열 홀더와 즉시 접촉시킬 수 있도록 서로 접합 계면에서 폐쇄된다면, 용해물은 빠른 냉각에 의해 더 효과적인 양 방열 홀더 사이에 연장될 것이다.
여기서, 방열부(방열 홀더)는 상술한 바와 같이 빠른 냉각하에서 연화되고 용해물과 접촉하나, 이것은 접합 계면에 압력을 적용할 때 이동되지 않게 하기 위하여 접합 영역의 위치를 고정하기 위해 적용한다.
더욱이, 이러한 방열 홀더는 공기 냉각에 의해서 자연적으로 냉각이 되겠지만, 그러나 열전도성이 매우 나쁜 물질로 구성된 방사 홀더를 사용할시에는 물, 액체 가스 등으로 상기 방열 홀더를 강제적으로 냉각시켜 큰 효과를 얻을 수가 있을 것이다.
더욱이, 구성요소의 외측부로의 상기 용해 추출부가 접합계면 둘레에서 고형화되어 노말 단조 조직체를 가진 추출부로 성형되기 때문에, 상기 추출부를 절단한 다음에 폴리싱에 의해 표면을 다듬질하여 접합부를 위한 고강도를 유지시킬 수가 있다.
또한, 본 발명에서는, 양쪽 성분의 접합부가 짧은 시간에 국부적으로 가열되기 때문에, 특성 저항 특히, 접합부와는 다른 지대로의 열 영향으로 인해 초탄성 특성 및 형상기억특성의 저하를 방지시킬 수 있지만, 상기 방열 홀더의 설비는 더욱 더 효과적으로 만들게 한다.
그리고, 이러한 방열 홀더는 그러한 냉각 수행에 더하여 접합부와는 다른 지대의 변형을 방지하는 효과가 있으며 프로필 물질을 포함하는 정밀한 부분의 접합을 가능하게 한다.
더욱이, 접합계면의 가열 방법으로, 내용접법이 활용될 수 있다.
본 발명을 예를 참조로 보다 상세히 후술한다.
[예1]
제 1도에 도시된 바와 같이, 압력 장치(1)와 용접전원(2)이 장착된 용접기를 사용하며, 이하의 실험이 행해진다. Ni-Ti 계 합금 (51.0% 의 Ni-잔유량은 Ti)을 포함하는 길이 20㎜, 와이어 직경 2.6㎜인 초탄성 와이어(3)와, 길이 20㎜ 와이어 직경 2.6㎜인 유사한 각각의 이종 금속 와이어(4), 표 1에 기재된 구성요소는, 제1도에 도시된 방열 홀더로서의 동-크롬 합금으로 구성된 공기 냉각 전극(5)사이에서 고정된다. 먼저, 본 발명의 접합 방법으로서, 상기 초탄성 와이어와 이종 금속 와이어의 단부면들은 압력 장치(6)로 20㎏/㎟, 10㎏/㎟, 또는 3㎏/㎟까지 압력을 받고, 그리고 이러한 상태에서, 각각의 금속의 물리적 성질의 차이에 따라서 150 과 3000 A 사이에 전류의 최적값을 선택하여, 그 전류가 접합을 위해 1/20 초동안 턴온된다. 다음에, 비교 접합 방법으로, 압축력은 가압력을 제외한 동일한 조건하에서 양쪽 와이어를 접합시키기 위하여 1.5㎏/㎟까지 감소된다.
제 2도와 제 3 도는 본 발명의 접합 방법에 따르는 접합부의 상태와 동시에 비교되는 접합 방법에 따르는 접합부의 상태를 나타내고 있다. 제 2도에서, 밀어내진 용해물(M)은 전극(5) 사이에 삽입되어 있는 상태에서 도금에 의해 공기 냉각 전극(5)과 접해져 강제적인 냉각 상태하에서 응고되며, 반면에 제 3도에 도시되어 있는 바와 같이 감소되어져 있는 압축력인 비교 접합 방법에 의해서는, 밀어내진 용해물(M)의 량은 적어지며 자연적인 냉각 상태하에서 응고된다.
또한, 종래의 접합 방법에서, 상기 초탄성 와이어의 단부면은 Ni로 도금되고 표 1 에 기재된 각각의 이종 금속이 그곳에 반응용융며, 양쪽 와이어가 연결된다.
접합 와이어를 사용하는 고정된 양쪽 단부를 당기는 인장 강도시험이 행해진다. 그 결과를 표 1 에 기재 하였는데, 여기서 적어도 50㎏/㎟ 이상의 인장 강도를 가지 표본은 ◎로 표시하였고, 30㎏/㎟ 이상 50㎏/㎟ 미만을 가진 표분은 ○로 20㎏/㎟ 이상 30㎏/㎟ 미만을 가진 표본은 △로, 그리고 20㎏/㎟ 미만을 가진 표분은 ×로 표시하였다. 더욱이, 실질적인 사용을 위해 요구되는 강도는 20㎏/㎟ 이상이다.
본 발명에 따르는 접합부를 기재한 표 1로부터 알 수 있듯이 10㎏/㎟ 인 접합시에 압축력은, 실제적으로는 충분한 20㎏/㎟ 이상의 강도를 갖는다. 반면에, 종래 납땜 방법에 따르는 접합부의 강도는 20㎏/㎟ 미만으로 낮으며,그리고 1.5㎏/㎟ 과 같이 낮은 접합시에 압축력의 비교 접합 방법에 의해서도 충분한 강도는 획득되지 않는다.
더욱이, 제 4도 및 제 5도의 사진은 20㎏/㎟의 압축력으로 상기 접합 와이어 사이에 Ni-Ti 계 합금(51.0%의 Ni-잔유량은 Ti) 와이어의 접합물질로서 87 Ni-13Cr 와이어와 접합시에 본 발명의 접합부의 용접 조직이며, 제 8도의 사진은 1.5㎏/㎟의 압력에서의 접합시에 비교 접합부의 용접 조직를 나타낸다.
제 4 도에 따르면, 양쪽 합금의 반응상이 접합부의 외측부로 밀어내졌으며 더욱이, 접합계면이 확장되어 있는 제 5도에 따르면 약 10㎛ 드께로 용해 단조 조직(11)이 접합 계면에 성형되어져 있으며, 이것을 가로질러, 한측상에는 51.0at Ni-Ti 계 합금의 열간 단조 조직(12)과 다른측상에 87Ni-13 Cr의 열간 단조 조직(13)이 형성된다.
또한, 제6도와 제7도는, 상기 51Ni-Ti 계 합금의 열간 단조 조직(12)의 미세 조직 사진과 열간 단조를 받지 않은 57Ni-Ti의 기본 물질 조직(14)를 각각 나타내고 있다.
대조적으로, 제 8도에 도시된 조직 사진에 따르면, 반으상이 접합 계면 내측 뒤에 좌측으로 있는 것이 명확하다. 즉 짧은 압축력과 열간 단조 조직의 불충분한 성형 때문에 반으 융합상은 그것이 있었던 뒤에 잔유하여 응고된다.
[예2]
다음에 20㎏/㎟ 또는 1.5㎏/㎟ 의 가압력하에서 51.0at% Ni-Ti 계 합금을 포함하는 초탄성 와이어를 가진 표 1에 기재된 SUS 304 와이어가 접합된 접합 와이어와 종래의 도금/납땜 방법으로 접합되는 접합 와이어를 사용하여, 중심으로서 접합 계면의 위치를 만드는 전호 각각90。(총180。)의 각으로 견본을 굽으리는 반복되는 굽힘 시험에 30회/분의 속도로 240회 반복 실행된다.
그 결과로서, 20㎏/㎟의 압축력으로 본 발명의 접합 방법에 의한 접합 와이어는 시험을 다한 후에 어떠한 변형도 없는 원래의 형상으로 완전히 회복되었으며, 초탄성 특성도 저하되지 않았다. 여기서, 1.5㎏/㎟의 가압력하에서의 비교 접합 방법 및 종래의 도금/납땜에 의한 접합 와이어는 시험중에 접합부가 파열되었다.
[예3]
이하의 실험이 제 1 도에 도시된 용접기로 수행된다.
와이어 직경 1.5㎜ 길이 40㎜ 이며 Ni 는 50.8%, 잔유량은 Ti 이며 Ni-Ti 계 합금으로서 500℃로 30분동안 직선형상(이후로는 원형 와이어)으로 기억처리를 실시한 원형 와이어와, 이종 금속으로서 모넬(이하는 프로필 와이어)을 포함하는 200㎜ 길이인 스펙터클 프레임의 림을 위한 두 개의 프로필 와이어가 사용된다.
원형 와이어(7)의 양단부 상의 프로필 와이어(8)의 팁부를 5㎜ 만큼 중첩시킴으로써 측면을 서로 접합시키도록, 제 10 도에 도시된 바와 같이 동 및 크롬을 포함하는 공기 냉각 전극 홀더(5') 사이에 접합 고정된후 1200A의 전류가 접합 완성을 위해 10㎏/㎟로 가압된 상태에서 1/30초 동안 턴온되었다. 제 11도에 도시된 바와 같이, 접합계면으로부터 밀어내어진 용해물(M)은 방열 홀더로서 공기 냉각 전극 홀더(5')에 접촉되고 신속한 냉각하에서 응고되었다.
다음에, 접합계면에서 외부로 돌출한 돌출부를 절단 및 폴리싱 한 후, 양측부상의 각 프로필 와이어가 퇴출되었고 축방향으로 각각 좌,우 120。 각도(총240。)로 견본을 비트는 반복된 비틀림 시험이 1000회 반복하여 10회/분의 속도로 실행되었다.
그 결과, 접합부는 파열되지 않았고 초탄성 특성이 거의 저하되지 않았다.
상기 방법에서, 본 발명의 접합 방법에 따라 이종 금속 물질과 Ni-Ti 계합금 물질은 Ni-Ti 계 합금의 우수한 특성상의 어떠한 영향없이 고강도로 접합될 수 있다. 반면에, 비교된 접합 방법과 종래의 접합 방법에서는 접합 강도가 반복된 굽힘 시험을 실행하기에 너무 낮다.
설명된 바와 같이. 본 발명에 따라서, 형상기억성과 초탄성 특성같은 우수한 특성을 갖는 Ni-Ti 계 합금이 상기 특성을 저하시키지 않고 고강도로 이종금속과 쉽게 접합 될 수 있으므로, 본 발명은 Ni-Ti 계 합금 물질등을 광범위하게 사용 할 수 있는 현저한 효과를 제공한다.
브릿지에 초탄성의 선을 사용하는 것으로, 탄성변형범위가 넓으며, 소성변형되기 어렵기 때문에 고장나기 어려우며, 언제 까지나 양호한 휘트감을 유지할 수 있다. 또한, 탄성력이 약하기 때문에 얼굴을 눌러내리는 압박감도 없이 우수한 특성의 프레임을 얻을 수 있다.
이상과 같이 형상기억합금을 기능요소로서 사용할 경우 그 특성을 활용하면서, 제품이나 부품에 조립할 때, 철계나 NiTi 합금과 조합시키는 것이 유효하다.

Claims (7)

  1. 형상기억특성 및 초탄성 효과를 가지며, Ni-Ti 계 합금(3)과는 다른 이종금속(4 : 異種金屬)으로 접합된 계면부를 갖는 이종금속을 가진 Ni-Ti 계 합금의 접합부에 있어서, Ni-Ti 계 합금과 접합부상의 이종금속 보더링의 일부분의 압력의 적용하에서반응 융합을 통해 업어진 용해 단조 조직(11)과, 고온에서 Ni-Ti 계 합금을 연화시키고 압력을 Ni-Ti 계 합금의 측부에 적용 시킴으로써 얻어진 Ni-Ti 계 합금의 열간 단조 조직(12) 및, 상기 이종금속을 고온에서 연화시키고 압력을 상기 용해 단조 조직을 가로지르는 이종 금속의 측부상에 적용시킴으로써 얻어진 이종 금속의 열간 단조 조직(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종금속과 Ni-Ti 계 합금의 접합부.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Ni-Ti 계 합금(3)은 Ni 또는 Ti 부가 총량 범위가 20% 이하인 Fe, Cr, Al, V, Pd, Co, Nb 및 Cu 중 하나 또는 2 종류 이상으로 치환된 Ni-Ti 계 합금이나 40 내지 60%의 Ni-Ti계 합급을 포함하는 형상기억합금이나 초탄성 합금인 것을 특징으로 하는 이종 금속과 Ni-Ti 계합금의 접합부.
  3. 제1항에 있어서 상기 이종 금속은 Ni, Ti, Cu, Fe, Ni 기본 합금, Ti 기본합금, Fe 기본합금 및, Cu 기본 합금인 것을 특징으로 하는 이종 금속과 Ni-Ti 계 합금의 접합부.
  4. Ni-Ti 계 합금 성분과 이종금속 성분의 접합면을 상기 두 성분의 접합시 서로 접촉시키는 접촉 단계와, 접합부를 단시간에 성분중 어느 한 성분의 융합온도로 가열하여 이를 국부적으로 반응 융합시켜 양성분을 그 융합 영역상의 보더링 영역에서 고온으로 연화시키고 압축 처리를 위해 양 성분을 통해서 접합부에 고압력을 동시에 적용시킴으로써, 양 성분의 반응 융합과 압력 적용을 통해 얻어질 수 있는 용해접합된조직을 접합 계면에 성형시키는 성형 단계와, Ni-Ti 계 합금 성분을 고온에서 연화시키고 압력을 상기 성분에 적용시켜서 얻어질 수 있는 Ni-Ti 계 합금의 열간 단조 조직과 이종금속 성분을 고온에서 연화 시키고 상기 용해 단조 조직을 가로지르는 상기 성분의 측부상에 압력을 적용 시켜서 얻어질 수 있는 이종금속의 열간 단조 조직를 부가로 성형시키는 성형 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 Ni-Ti 계 합금의 접합 방법.
  5. Ni-Ti 계 합금 성분과 이종금속 성분의 접합면을 상기 두 성분의 접합시 서로 접촉시키는 접촉 단계와, 접합부를 단 시간에 성분중 어느 한 성분의 융합온도로 가열하여 이를 국부적으로 반응 융합시켜 양성분을 그 융합 영역상의 보더링 부분에서 고온으로 연화 시키고 상기 융합 영역을 접합 계면에서 외부로 밀어내도록 양성분을 통한 3㎏/㎟ 이상의 압력으로 접합부를 동시에 가압 및 압축시킴으로써, 양 성분의 융합과 압력 적용을 통해 얻어질 수 있는 용해 단조 조직를 접합 계면에 성형하고, 접합계면의 외주 주변에 단조 조직를 가진 추출부를 성형시키는 성형 단계와. Ni-Ti 계 합금 성분을 고온에서 연화시키고 압력을 상기 성분에 적용시켜서 얻어질 수 있는 Ni-Ti 계 합금의 열간 단조 조직과, 이종금속 성분을 고온에서 연화시키고 상기 용해 단조 조직를 가로지르는 상기 성분의 측부상에 압력을 적용시켜서 얻어질 수 있는 이종금속의 열간 단조 조직를 부가로 성형시키는 성형 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종금속과 Ni-Ti 계 합금의 접합 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 접합계면에서 외부로 밀려남으로써 형성되고 하나 이상의 성분의 단조 조직를 가진 추출부(M)는 절단된후 폴리싱에 의해 연마가공 되는 것을 특징으로 하는 이종금속과 Ni-Ti 계 합금의 접합 방법.
  7. 양성분의 접합시 접합면에 이웃하는 이종금속 성분과 Ni-Ti 계 합금 성분(3)에 높은 열 전도성 물질로 이루어진 방열부를 부착시킨후, Ni-Ti 계 합금 성분과 이종금속 성분(4)의 접합면을 서로 접촉시키는 접촉 단계와. 신속한 응고를 위해 방열부를 가진 접합부로부터 밀려난 반응 융합 생성물을 접촉시킴과 동시에, 접합부를 단시간에 성분중 어느 한 성분의 융합 온도로 가열하여 이를 국부적으로 반응 융합시켜 양성분을 그 융합 영역사의 보더링 영역에서 고온으로 연화시키고 압축 처리를 위해 양성분을 통한 접합부에 고압력을 동시에 적용시킴으로써 양성분의 융합과 압력 적용을 통해 얻어질 수 있는 용해 단조 조직(11)를 접합 계면에 성형시키는 접촉 및 성형 단계와, Ni-Ti 계 합금 성분을 고온에서 연화시키고 압력을 상기 성분에 적용시켜서 얻어질 수 있는 Ni-Ti 계 합금의 열간 단조 조직(12)과, 이종 금속 성분을 고온에서 연화시키고 상기 용해 단조 조직를 가로지르는 상기 성분의 측부상에 압력을 적용시켜서 얻어질 수 있는 이종금속의 열간 단조 조직(13)을 부가로 성형시키는 성형 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종금속과 Ni-Ti 계 합금의 접합 방법.
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