KR100875303B1 - Manufacturing Method of Reinforced Platinum Using Discharge Plasma Sintering - Google Patents

Manufacturing Method of Reinforced Platinum Using Discharge Plasma Sintering Download PDF

Info

Publication number
KR100875303B1
KR100875303B1 KR1020060119258A KR20060119258A KR100875303B1 KR 100875303 B1 KR100875303 B1 KR 100875303B1 KR 1020060119258 A KR1020060119258 A KR 1020060119258A KR 20060119258 A KR20060119258 A KR 20060119258A KR 100875303 B1 KR100875303 B1 KR 100875303B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
platinum
powder
discharge plasma
plasma sintering
sintering
Prior art date
Application number
KR1020060119258A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080048823A (en
Inventor
김관수
양승호
홍길수
Original Assignee
희성금속 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 희성금속 주식회사 filed Critical 희성금속 주식회사
Priority to KR1020060119258A priority Critical patent/KR100875303B1/en
Publication of KR20080048823A publication Critical patent/KR20080048823A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100875303B1 publication Critical patent/KR100875303B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/058Mixtures of metal powder with non-metallic powder by reaction sintering (i.e. gasless reaction starting from a mixture of solid metal compounds)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C5/00Alloys based on noble metals
    • C22C5/04Alloys based on a platinum group metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

새로운 소결법인 방전플라즈마 소결법(SPS;Spark Plasma Sintering)을 이용한 강화백금의 제조방법에 관한 것으로, 종래 강화백금제조방법으로 제조시 제조공정이 복잡하고 비용이 높을 뿐만 아니라 제조시간도 장시간이라는 단점을 극복하기 위해 고안된 것이다. 이를 위해서, 목적조성의 강화백금분말을 제조한 후 고온열처리에 의해 탈가스처리를 하고, 분말을 몰드에 충진하여, 소결의 새로운 방법으로 제안되어지고 있는 방전플라즈마 소결법을 이용한 단시간에 양호한 소결밀도를 갖는 강화백금을 제조한다. 이와 같이 본 발명에서는 새로운 소결법인 방전플라즈마 소결법을 이용함으로써 기존공정에 비하여 제조공정 및 제조단가가 매우 단축된 강화백금을 제조할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing reinforced platinum using a new spark plasma sintering method (SPS; Spark Plasma Sintering), which overcomes the disadvantages that the manufacturing process is complicated, expensive, and takes a long time. It is designed to. To this end, after the preparation of the reinforcement platinum powder of the desired composition, degassing by high temperature heat treatment, filling the mold with powder, and achieving a good sintering density in a short time using the discharge plasma sintering method proposed as a new method of sintering. To produce a strengthened platinum. As described above, in the present invention, by using the discharge plasma sintering method, which is a new sintering method, it is possible to manufacture the strengthened platinum having a much shorter manufacturing process and manufacturing cost than the existing process.

Description

방전플라즈마 소결법을 이용한 강화백금의 제조방법{Method of intensification platinum using a spark plasma sintering}Method for producing reinforced platinum using discharge plasma sintering method {Method of intensification platinum using a spark plasma sintering}

도 1은 본 발명의 방전플라즈마 소결법을 이용한 강화백금 제조의 전체 흐름도이다.1 is an overall flowchart of the production of reinforced platinum using the discharge plasma sintering method of the present invention.

도 2는 냉간압연 및 열처리 후 금속단면 조직을 확대한 도면이다.2 is an enlarged view of a metal cross-sectional structure after cold rolling and heat treatment.

본 발명은 유리관련 산업의 장치류 등과 같은 고온에 장시간 노출되는 기기로 사용되어지고, 백금재질의 고온강도 및 내크립성과 같은 고온에서의 기계적 특성을 향상시킨 강화백금재질에 대한 새로운 소결법을 이용한 강화백금을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 방전플라즈마 소결법에 의해 강화백금 재료를 개발하는데 목적이 있다.The present invention is used as a device that is exposed to high temperatures for a long time, such as devices in the glass-related industries, and reinforcement using a new sintering method for a reinforced platinum material that improves mechanical properties at high temperatures such as high temperature strength and creep resistance of the platinum material. The present invention relates to a method for producing platinum, and in particular, to develop a reinforced platinum material by a discharge plasma sintering method.

본 발명과 관계되는 방전플라즈마 소결법은 분말을 1축으로 가압하면서 가압방향과 평행한 방향으로 직류펄스전류를 인가하여 소결하는 방법인데, 분체 입자간의 틈새에 압력과 저전압 및 대전류를 투입하고 이때 발생하는 스파크(Spark)에 의해 순식간에 발생하는 플라즈마(Plasma)의 고에너지를 전계확산, 열확산 등에 응용 한 소결법이다. 종래의 열간압축법(Hot Press)에 비해서, 소결온도가 200 ~ 500℃더 낮고, 승온 및 유지시간을 포함하여 단시간에 소결을 완료할 수 있기 때문에 전력소비가 크게 줄며, 취급이 간편하고, 러닝코스트가 저렴하고, 소결기술에 대한 숙련이 필요하지 않고, 난소결재 및 고온에서 가공이 어려운 재료들에 대해서도 적용이 가능하다.The discharge plasma sintering method according to the present invention is a method of applying a direct current pulse current in a direction parallel to the pressing direction while sintering the powder in one axis, and injecting pressure, a low voltage and a large current into the gap between the powder particles, It is a sintering method that applies high energy of plasma generated by sparks in an instant to electric field diffusion, thermal diffusion, and the like. Compared to the conventional hot press method, since the sintering temperature is 200 to 500 ° C lower and the sintering can be completed in a short time including the temperature raising and holding time, the power consumption is greatly reduced, the handling is simple, and the running Inexpensive, skilled in the sintering technique is not required, and can be applied to materials that are difficult to process at high temperatures and sintering materials.

일반적으로 백금의 기계적성질을 향상시키기 위하여 금(Au), 로듐(Rh) 등을 강화원소로 한 합금화를 통하여 실시되고 있으나, 합금성분에 따라 유리의 착색가능성이 있고 합금원소의 고비용이라는 단점이 있다.In general, in order to improve the mechanical properties of platinum, alloying using gold (Au), rhodium (Rh), etc., as a reinforcing element is carried out, but there are disadvantages in that there is a possibility of coloring of glass and high cost of alloying elements depending on alloying components. .

근래에는 산화물을 이용하여 분산시킨 분산강화형 강화백금이 개발되어 사용되어지고 있는데, 이와 같은 산화물 분산강화형 강화백금은 고온에서 장시간 유지에도 결정립성장과 변형률이 매우 낮아 우수한 크립(Creep)특성을 가지는 것으로 보고되고 있다. 따라서 산화물 분산강화형 강화백금은 기존 합금에 의한 강화백금에 비하여 저비용이며, 고온에서 장시간의 수명을 가질 뿐만 아니라 박막화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.In recent years, dispersion-reinforced platinum dispersed by using oxide has been developed and used. Such oxide-disperse-reinforced platinum has excellent creep characteristics due to its low grain growth and strain even after long-term storage at high temperatures. It is reported. Therefore, the oxide dispersion-reinforced platinum is low in cost compared with the platinum strengthened by the existing alloy, and has the advantage of not only having a long life at high temperature but also thinning.

기존의 강화백금 제조방법으로는, 습식방법에 의해 강화백금분말을 제조 후, 1차 성형 및 냉간등방압축성형(CIP) 등에 의해 성형체를 제조하고 소결처리, 열간가공 및 냉간압연을 통하여 목적의 강화백금재료를 형성한다. 건식법에 의한 경우에는, 잉곳(Ingot)을 용해·주조 후 아토마이즈법(Atomizing) 또는 아크(Arc) 용사에 의해 분말화하고 분쇄, 탈가스처리, 산화처리, 핫 프레스(Hot Press), 반복적인 열처리 등을 행하며 최종적으로 열간가공 및 냉간가공에 의해 강화백금재료를 제작한다.Existing reinforcement platinum production method, after manufacturing the reinforcement platinum powder by the wet method, the molded body is produced by primary molding and cold isotropic compression molding (CIP), etc., and then sintered, hot worked and cold rolled Form a reinforced platinum material. In the dry process, the ingot is melted and cast, then powdered by atomizing or arc spraying, pulverized, degassed, oxidized, hot pressed, and repeated. Heat treatment and the like are carried out, and finally, a reinforced platinum material is produced by hot working and cold working.

그러나, 상기에 기술된 방법들에 의해 강화백금을 제작할 경우, 습식법의 제조시간은 건식법에 비해 단시간이나 고온특성이 낮다는 단점이 있고, 건식법의 경우에 고온특성은 우수하나, 복잡한 공정들로 인해 제조비용이 증가하게 되고, 제조시간이 장시간이라는 단점이 있을 뿐만 아니라, 열간가공 등의 공정들은 1200℃ 이상 되는 제품을 핸들링(Handling)하는 작업이므로 작업환경도 열악하다는 단점도 가지고 있다.However, when manufacturing the strengthened platinum by the above-described methods, the manufacturing method of the wet method has a short time or a high temperature characteristic is lower than the dry method, the high temperature characteristics in the dry method is excellent, but due to complex processes In addition to the disadvantages that the manufacturing cost increases, manufacturing time is a long time, the process such as hot processing has a disadvantage that the working environment is also poor because the operation (Handling) of the product is more than 1200 ℃.

상기에 기술한 바와 같이, 기존에 알려진 방법들에 의해 강화백금을 제조하기 위해서는, 분말제조, 탈가스처리, 소결, 열간가공, 냉간가공 같은 복잡한 공정들이 요구될 뿐만 아니라 고비용 및 장시간의 제조시간도 요구되어 진다.As described above, in order to manufacture reinforced platinum by known methods, complex processes such as powder making, degassing, sintering, hot working and cold working are required, as well as high cost and long manufacturing time. Required.

그러나, 본 발명의 핵심구성은 습식 및 건식법에 의해 분말을 제조 후 탈가스처리를 행한 최종 분말을 이용하여 방전플라즈마 소결법으로 고밀도의 강화백금 재질을 제조하는 것으로서, 공정조건에 따라서 핫프레스 및 반복적인 열처리공정이 제외되고, 고온에서의 작업이 생략됨으로써 핸들링이 용이하다는 장점을 갖는다.However, the core configuration of the present invention is to produce a high-density reinforced platinum material by the discharge plasma sintering method using the final powder subjected to the degassing process after manufacturing the powder by wet and dry method, according to the process conditions hot press and repeated The heat treatment process is excluded, and the operation at high temperature is omitted, and thus the handling is easy.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 방전플라즈마 소결법을 이용한 강화백금제조 방법은 목적조성의 강화백금분말을 제조하는 단계와, 제조된 분말을 탈가스처리하는 단계와, 분말을 몰드에 충진 후 방전플라즈마 소결을 이용하여 이론비중에 가까운 강화백금 재료를 얻는 단계와, 그리고 최종적으로 냉간압연 및 열처 리를 행하는 공정단계로 구성된다. 위와 같은 방법으로 제조된 강화백금은, 단시간에 이론비중에 가까운 강화백금재료의 제작이 가능하고, 고온특성도 우수하며 크립특성이 우수하고, 유리산업에서 사용되는 온도인 1400℃에서 블리스터가 발생되지 않는 강화백금재료를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, reinforcement platinum production method using the discharge plasma sintering method of the present invention comprises the steps of preparing a reinforced platinum powder of the desired composition, the step of degassing the powder produced, and after the powder is filled in the mold discharge The method comprises the steps of obtaining a reinforced platinum material close to the theoretical weight by using plasma sintering, and finally, performing cold rolling and heat treatment. Reinforced platinum produced by the above method, it is possible to manufacture a reinforced platinum material close to the theoretical weight in a short time, excellent high temperature characteristics, excellent creep characteristics, blister occurs at 1400 ℃ temperature used in the glass industry It is to provide a method for producing a non-reinforced platinum material.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 공정에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the process of this invention is demonstrated in detail with reference to FIG.

도 1은, 본 발명의 방전 플라즈마 소결법을 이용한 강화백금 제조의 전체 흐름도이다.1 is an overall flowchart of the production of reinforced platinum using the discharge plasma sintering method of the present invention.

첫 번째로 목적하는 조성의 강화백금 분말을 제조한다(S1).Firstly to prepare a strengthened platinum powder of the desired composition (S1).

강화백금 분말제조는 습식법과 건식법 모두 이용가능 하지만, 습식법에 의해 제조된 경우 분말의 크기는 미세하나, 목적조성의 정밀제어가 난이하고 흡착 가스 등이 있어 탈가스 처리 등의 후처리가 요구되며, 건식법에 의해 제조한 경우에는 목적소정의 정밀제어가 가능하나 분말화, 산화처리, 분쇄 및 탈가스처리 공정 등이 요구된다.Powdered platinum powder is available in both wet and dry methods, but when it is manufactured by wet method, the powder size is fine, but it is difficult to precisely control the composition of the target, and there is adsorption gas, so post-treatment is required. When manufactured by the dry method, it is possible to precisely control the desired purpose, but powdering, oxidation treatment, grinding and degassing processes are required.

강화백금에 사용되는 분산강화용 재료는 지르코늄(Zr), 사마륨(Sm), 이트륨(Y), 유러퓸(Eu), 하프늄(Hf) 등의 산화물이며, 습식법에 의한 경우에는 분말제조공정 중 사용되어지는 용매에 의해 산화물 형태로 제공가능하고, 건식법에서는 고온에서 대기중 열처리에 의해 산화물의 제공이 가능한데, 이는 이들 강화원소가 백금재질에 비하여 산소와의 친화력이 강하여 산소와 접촉시 백금에 비해 우선적으로 산화물을 형성하는 특성에 기인한다.Dispersion-enhancing materials used in reinforced platinum are oxides such as zirconium (Zr), samarium (Sm), yttrium (Y), europium (Eu), and hafnium (Hf) .In the case of the wet method, it is used during powder manufacturing. It can be provided in the form of an oxide by a solvent, and in the dry method, it is possible to provide an oxide by heat treatment in the air at high temperature, which is preferred to platinum when contacted with oxygen because these reinforcement elements have affinity for oxygen in comparison with platinum material. This is due to the property of forming oxides.

상기에 제시한 강화원소의 양은 산화물 형태로 0.02wt%에서 5wt%까지 제안한다. 이는, 0.02wt%미만에서는 산화물 분산강화효과를 얻을 수 없고, 5wt%를 초과하는 것은 잔류분산입자에 의한 분산강화가 커지고 가공성도 저하되는 단점이 있다.The amount of reinforcing elements presented above is suggested in the form of oxide from 0.02wt% to 5wt%. This means that an oxide dispersion strengthening effect cannot be obtained at less than 0.02 wt%, and a concentration exceeding 5 wt% has a disadvantage in that dispersion strengthening by residual dispersed particles is increased and workability is also decreased.

최종적으로 사용되어지는 분말의 크기는 0.1 ~ 20㎛수준이 바람직 한데, 이는 0.1㎛이하의 경우 응집되기 쉽고 20㎛를 초과하면 산화물의 분산성이 악화되어 최종적인 고온 크립특성의 저하를 가져올 수 있으며, 최종 열처리에 의해 재결정화가 진행되는데 재결정조직이 불균일하게 일어날 수 있다.Finally, the size of the powder to be used is preferably in the range of 0.1 ~ 20㎛, which is easy to aggregate when less than 0.1㎛ and more than 20㎛ may lead to a deterioration of the final high temperature creep properties deteriorate the oxide dispersibility. Recrystallization proceeds by the final heat treatment, which may result in non-uniform recrystallization.

제조된 분말은 진공열처리를 통한 탈가스 처리를 행한다(S2).The prepared powder is subjected to degassing through vacuum heat treatment (S2).

습식법과 건식법에 의해 제조된 분말은 모두 흡착 가스등이 잔존하므로, 탈가스 처리가 되어야 하는데, 진공 열처리 온도는 1300℃~1500℃에서 2 ~ 5시간 범위가 적당하며, 이는 흡착가스에 의한 기공의 발생을 극히 억제할 수 있는 온도 및 시간이기 때문이다.The powder produced by the wet method and the dry method has to be degassed, since the adsorption gas remains. The vacuum heat treatment temperature is appropriately in the range of 2 to 5 hours at 1300 ° C. to 1500 ° C., which generates pores due to the adsorption gas. This is because the temperature and time can be extremely suppressed.

그리고 건식법에 의해 제조된 분말의 경우에는, 용해 후 탈가스처리에 의해 분말의 형태가 Pt-Zr이기 때문에 산화처리가 요구된다.In the case of the powder produced by the dry method, oxidation is required because the form of the powder is Pt-Zr by degassing after dissolution.

탈가스처리된 분말은 목적 크기의 몰드에 충진하고, 챔버(Chamber)내에 셋팅 후 방전플라즈마 소결을 행한다(S3).The degassed powder is filled into a mold of a desired size, and then discharge plasma sintered after setting in a chamber (S3).

몰드에 충진되는 양은 최종두께에 따라 몰드부피를 계산한 후, 이론비중을 이용하여 장입량을 계산한다. 분말을 충진하기 전에, 소결시 가압 및 높은 전류인가에 따른 온도의 상승으로 인해 몰드와 분말간에 반응이 일어나고, 소결종료 후 몰드와 소결체를 분리해 낼 경우에 고비용의 몰드가 파손되기 때문에, 몰드 내부에 는 카본시트(Carbon Sheet)를 이용하여 분말과 몰드와의 접촉을 피해야 한다. 카본 시트를 사용한 경우에도 높은 가압 및 온도상승으로 인해 강화백금과 몰드간에 반응이 일어날 수 있는데, 이때에는 초고온용 BN을 분말과 접촉하는 부위인 상하부 펀치에 사용하여 반응을 억제할 수 있다.The amount of filling in the mold is calculated according to the final thickness, and then the charging amount is calculated using the theoretical weight. Before filling the powder, the reaction between the mold and the powder occurs due to the increase of the temperature due to the pressurization during the sintering and the application of a high current, and the expensive mold is broken when the mold and the sintered body are separated after the end of the sintering. Carbon sheets should be used to avoid contact between powder and mold. Even when a carbon sheet is used, a reaction may occur between the strengthened platinum and the mold due to the high pressure and temperature rise. In this case, the super high temperature BN may be used for the upper and lower punches in contact with the powder to suppress the reaction.

분말이 충진된 몰드세트를 방전플라즈마 소결장치 챔버 내에 세팅하고, 감압 후 가압하면서 직류펄스를 서서히 인가하면서 방전플라즈마 소결을 진행시킨다. 감압은 10Pa이하가 바람직한데, 이는 강화백금을 방전플라즈마 소결시에, 1000℃이상의 높은 온도 상승에 따른 카본몰드를 보호하기 위함이다. 분위기 조절은 진공분위기 외에 아르곤 분위기나 질소 분위기도 가능하다.A powder-filled mold set is set in the discharge plasma sintering apparatus chamber, and discharge plasma sintering is carried out while gradually applying a DC pulse while pressing under reduced pressure. The reduced pressure is preferably 10 Pa or less, in order to protect the carbon mold due to the high temperature rise of 1000 ° C. or more during the reinforcement platinum discharge plasma sintering. Atmosphere control is possible in addition to the vacuum atmosphere, argon atmosphere or nitrogen atmosphere.

분말에 가해지는 압력은 10MPa~50MPa이 적절한데, 이는 압력이 10MPa 이하가 되면 소결을 위해 고전류를 투입하게 되어 높은 온도상승을 초래할 수 있고, 50MPa를 초과하면 소결온도가 낮아져 소결이 충분히 일어나지 않을 수 있고, 카본 몰드도 파손될 수 있다.The pressure applied to the powder is appropriately 10 MPa to 50 MPa, which means that when the pressure is 10 MPa or less, a high current may be input for sintering, resulting in a high temperature rise. If the pressure exceeds 50 MPa, the sintering temperature may be lowered and the sintering may not sufficiently occur. And the carbon mold may be broken.

전류를 인가할 때에는 일정시간 동일한 폭으로 상승시키는 것이 바람직한데, 이는 급격한 전류인가시 온도제어가 어렵게 되고 정확한 소결온도 측정이 불가능하게 되며, 이와는 반대로 소폭 증가시 작업시간이 길어질 수 있다는 단점이 있다.When applying the current, it is desirable to increase the same width for a predetermined time, which makes it difficult to control the temperature when the rapid current is applied, and the accurate sintering temperature measurement is impossible.

방전플라즈마 소결중에는 소결종료온도에서 바로 냉각하지 말고 수십분 유지가 중요한데, 이는 결정립을 성장시켜 후공정으로 진행되는 냉간압연 및 재결정화가 용이하게 하기 위함이다.During discharge plasma sintering, it is important not to cool immediately at the end of sintering, but to maintain for several tens of minutes, in order to facilitate the cold rolling and recrystallization to proceed to the later process by growing the grains.

방전플라즈마 소결 후에는 챔버 내부에 사용되어지는 카본몰드 및 펀치를 보 호하기 위해 200℃이하의 온도까지 진공분위기 중에서 노냉을 행한다.After discharge plasma sintering, the furnace is cooled in a vacuum atmosphere to a temperature of 200 ° C. or lower to protect the carbon mold and the punch used in the chamber.

방전플라즈마 소결 처리된 시편에 카본시트가 고착된 상태이므로 열처리에 의해 이를 제거한다(S4). 카본시트의 경우 대기중 1000℃이상의 온도에서 열처리시 산화 연소되어 제거되는데 적정한 열처리온도 및 시간은 1000~1400℃에서 1시간 이내이다. 열처리온도가 1000℃이하일 경우에는 카본시트를 제거하는데 많은 시간이 소요될 수 있고, 1400℃이상일 경우에는 결정립의 성장이 일어나기 쉽다.Since the carbon sheet is fixed to the discharge plasma sintered specimen (S4). In case of carbon sheet, it is removed by oxidative combustion during heat treatment at the temperature of more than 1000 ℃ in the air. The proper heat treatment temperature and time is within 1 hour at 1000 ~ 1400 ℃. When the heat treatment temperature is less than 1000 ℃ it may take a long time to remove the carbon sheet, when the temperature is more than 1400 ℃ crystal grains are likely to occur.

카본시트가 제거된 강화백금 소결체에 냉간압연을 실시하여 가공조직을 도입한다(S5). 가공조직을 도입하는 목적은 후열처리를 통해 재결정화를 시킴으로써 조직의 균질화가 우선이고, 방전플라즈마 소결을 이용하여 제작할 경우에 방전플라즈마 소결의 최대 단점인 크기의 제약을 받게 되는데, 현재 제작되어진 장비로는 크기가 φ=300으로 제한되므로 냉간압연을 통한 크기를 증가시키기 위한 목적도 있다. 압하율은 후속열처리를 통해 재결정화가 일어날 수 있도록 50%이상이 적절하다.Cold rolling is performed on the reinforced platinum sintered body from which the carbon sheet is removed (S5). The purpose of introducing the processing structure is to prioritize the homogenization of the tissue by recrystallization through post-heat treatment, and to be limited by the size, which is the biggest disadvantage of the discharge plasma sintering when manufactured by the discharge plasma sintering. Since the size is limited to φ = 300, there is also an object to increase the size through cold rolling. The reduction ratio is suitably 50% or more so that recrystallization may occur through subsequent heat treatment.

냉간압연된 재료에 대해 대기중에서 열처리를 행하는데(S6), 이는 상기에서도 언급하였듯이 냉간압연된 조직의 균질화를 위한 재결정화가 목적이다. 열처리온도는 1200~1400℃에서 1시간이 적당한데, 온도가 1200℃이하로 낮을 경우 재결정화가 어렵고, 온도가 1400℃이상일 경우에는 결정의 조대화가 일어날 수 있다.The cold-rolled material is heat-treated in the air (S6), which, as mentioned above, aims at recrystallization for homogenization of cold-rolled tissue. Heat treatment temperature is suitable for 1 hour at 1200 ~ 1400 ℃, if the temperature is lower than 1200 ℃ difficult to recrystallization, coarse crystal may occur when the temperature is above 1400 ℃.

[실시예]EXAMPLE

강화백금 분말의 분산강화형 재료는 ZrO2를 이용하며 목적조성은 Pt- 0.3%ZrO2를 준비한다. 준비된 양은 방전플라즈마후 소결품의 형상을 직경 4인치, 목적두께를 3㎜로 하고, 이론비중을 이용하여 대략으로 계산된 520.00g을 준비하는데, 여기에는 백금분말이 518.44g 및 산화지르코늄 분말 ZrO2의 1.56g 혼합된 것이다. 습식법에 의해 제조된 강화백금 분말은 입도분석결과 중심입도 1.5㎛이고, 1~10㎛범위를 나타내고 있다.ZrO 2 is used as the dispersion strengthening material of the reinforced platinum powder, and the target composition is prepared with Pt- 0.3% ZrO 2 . To using the 3㎜, the theoretical specific gravity and the amount of 4-inch-like product after the discharge plasma sintering diameter, desired thickness prepared preparing a 520.00g calculated approximately, which contains the platinum powder and 518.44g zirconium oxide powder ZrO 2 1.56g mixed. Reinforced platinum powder prepared by the wet method has a particle size analysis, the central particle size is 1.5㎛, showing a range of 1 ~ 10㎛.

준비된 분말은 탈가스 처리를 위하여 압밀하지 않은 상태에서 넓게 퍼트린 후 0.5Pa이하의 진공중, 상온에서부터 10℃/min의 승온속도로 1300℃까지 승온하고, 1300℃에서 2hr을 유지하는 조건으로 진공열처리를 행한다.The prepared powder is widely spread in a non-consolidated state for degassing treatment, and then vacuumed under a vacuum of 0.5 Pa or less at a temperature rising rate of 10 ° C./min from 1 ° C. to 1300 ° C., and maintained at 1300 ° C. for 2 hours. Heat treatment is performed.

탈가스처리된 분말은 방전플라즈마 소결을 위하여 4인치의 원형 카본몰드에 충진하는데, 몰드에는 미리 카본시트를 이용하여, 분말과 몰드간에 접촉을 피하도록 한다. 충진이 완료된 몰드 세트는 방전플라즈마 소결장치의 챔버내에 상하부 전극과 맞도록 일치시킨 후 방전플라즈마 소결을 행한다.The degassed powder is filled into a 4 inch circular carbon mold for discharge plasma sintering. In order to avoid contact between the powder and the mold, a carbon sheet is used in advance in the mold. After the filling is completed, the mold set is matched with the upper and lower electrodes in the chamber of the discharge plasma sintering apparatus, and then discharge plasma sintering is performed.

방전플라즈마 소결은 초기 진공도를 5Pa이하까지 감압 후, 10MPa로 가압하고 전류를 조절하여 100℃/min의 승온속도를 유지하였다.In the discharge plasma sintering, the initial vacuum was reduced to 5 Pa or less, and then pressurized to 10 MPa and the current was adjusted to maintain a temperature increase rate of 100 ° C / min.

방전플라즈마 소결이 종료된 후에는 진공분위기 중에서 노냉을 실시한다.After the discharge plasma sintering is completed, the furnace is cooled in a vacuum atmosphere.

소결이 완료된 소결체는 카본시트제거를 위해 대기분위기중, 1200℃에서 1시간 고온 열처리를 행하고, 열처리된 시편은 냉간압연을 실시하여 최종두께를 1㎜로 제작하며, 최종열처리는 대기중 1200℃에서 1시간 열처리 후 강화백금재료를 제조한다.The sintered sintered body is subjected to high temperature heat treatment at 1200 ℃ for 1 hour in air atmosphere to remove carbon sheet, and the heat treated specimen is cold rolled to make final thickness 1mm, and the final heat treatment is performed at 1200 ℃ in air. After the heat treatment for 1 hour to prepare a reinforced platinum material.

카본시트를 제거 후 비중을 측정한 결과, 21.159였으며, 이는 상대비중이 99%를 넘는 수준으로써, 새로운 소결법을 이용하여 단시간에 이론비중에 가까운 강화백금 제작이 가능하다. 또한, 냉간가공 후 열처리를 행한 시편에 대해서 재결정 유무를 알아보기 위해 미세조직을 관찰하고, 1400℃에서 1시간 열처리후 블리스터 발생 유무 및 고온기계적특성을 평가하기 위해 1400℃에서 크립시험을 행한다.As a result of measuring the specific gravity after removing the carbon sheet, the specific gravity was 21.159, and the relative specific gravity was over 99%, and it was possible to manufacture reinforced platinum close to the theoretical specific gravity in a short time using the new sintering method. In addition, the microstructure was observed to determine the recrystallization of the specimen subjected to heat treatment after cold working, and the creep test was performed at 1400 ° C. to evaluate the presence of blisters and the high temperature mechanical properties after heat treatment at 1400 ° C. for 1 hour.

조직관찰결과, 도면 2에서와 같이 균일한 재결정립이 관찰되었고 블리스터는 관찰되지 않았다.As a result of tissue observation, uniform recrystallized grains were observed as shown in FIG. 2 and blisters were not observed.

크립시험 결과에 대해서는 표 1에 나타내었는데 기존에 보고되어진 강화백금의 거의 유사한 수준의 내크립성을 갖는 것을 알 수 있다. 따라서 이러한 모든 결과로부터 새로운 소결법인 방전플라즈마 소결법을 이용하여 제조된 강화백금이 매우 건전히 제조된 것임을 알 수 있다.The results of the creep test are shown in Table 1, which shows that the creep resistance is almost similar to that of the previously reported reinforced platinum. Therefore, from all these results, it can be seen that the strengthened platinum produced using the discharge plasma sintering method, which is a new sintering method, was produced very soundly.

1400℃에서 1시간 열처리후 블리스터 발생Blister generation after heat treatment at 1400 ℃ for 1 hour 크립파괴강도, MPa (1400℃에, 200시간)Creep strength, MPa (at 1400 ℃, 200 hours) 실시예Example 없음none 1010 기존 보고예(ZGS-Pt)Existing reporting example (ZGS-Pt) 없음none 99 기존 보고예(GTH-Pt)Existing reporting example (GTH-Pt) 없음none 10.510.5

본 발명에서는 목적조성의 강화백금분말을 제조한 후 고온열처리에 의해 탈가스처리를 행하고, 분말을 몰드에 충진하여, 소결법의 새로운 방법으로 제안되는 방전플라즈마 소결법을 이용함으로써 단시간에 양호한 소결밀도를 갖는 강화백금을 제조할 수 있다.In the present invention, after the preparation of the reinforcement platinum powder of the target composition is subjected to degassing treatment by high temperature heat treatment, the powder is filled into the mold, and using a discharge plasma sintering method proposed as a new method of the sintering method has a good sintering density in a short time Reinforced platinum can be prepared.

또한, 본 발명에서는 새로운 소결법인 방전플라즈마 소결법을 이용함으로써 기존공정에 비해 제조공정 및 제조단가가 매우 단축된 강화백금재료를 제조할 수 있다.In addition, in the present invention, by using the discharge plasma sintering method, which is a new sintering method, it is possible to manufacture a reinforced platinum material having a much shorter manufacturing process and manufacturing cost than the existing process.

Claims (7)

방전플라즈마 소결법을 이용한 강화백금을 제조하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing the reinforced platinum using the discharge plasma sintering method, 지르코늄(Zr), 사마륨(Sm), 이트륨(Y), 유러퓸(Eu), 또는 하프늄(Hf)의 산화물이 분산된 강화백금분말을 습식법 및 건식법에 의해 제조하는 단계와,Preparing a strengthened platinum powder in which oxides of zirconium (Zr), samarium (Sm), yttrium (Y), europium (Eu), or hafnium (Hf) are dispersed by a wet method and a dry method, 상기의 제조된 강화백금분말을 진공분위기 중 1300℃ ∼ 1500℃의 온도에서 탈가스처리하는 단계와,Degassing the prepared platinum powder at a temperature of 1300 ℃ to 1500 ℃ in a vacuum atmosphere, and 상기의 탈가스처리된 분말을 몰드에 충진후 챔버내에 셋팅하여 감압 후, 가압 및 전류를 인가하여 방전플라즈마 소결을 행한 후 노냉하는 단계와,After the degassed powder is filled in the mold and set in the chamber to reduce the pressure, and then pressurizing and applying a current to sinter the discharge plasma, and then the furnace cooling; 상기의 소결체를 대기열처리에 의해 카본 시트를 제거하는 단계와,Removing the carbon sheet by quenching the sintered body; 상기의 카본시트가 제거된 소결체에 대해서, 냉간가공을 통하여 가공조직을 부여하는 단계와,Giving a processing structure to the sintered body from which the carbon sheet is removed through cold working; 상기의 냉간가공된 강화백금의 미세조직을 재결정화 하기 위한 열처리 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 강화백금의 제조방법.Method of producing a strengthened platinum, characterized in that consisting of a heat treatment step for recrystallizing the microstructure of the cold-processed reinforced platinum. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지르코늄(Zr), 사마륨(Sm), 이트륨(Y), 유러퓸(Eu), 또는 하프늄(Hf) 산화물의 양은 0.02wt% ~ 5wt%를 특징으로 하는 강화백금의 제조방법.The amount of the zirconium (Zr), samarium (Sm), yttrium (Y), europium (Eu), or hafnium (Hf) oxide is 0.02wt% ~ 5wt% manufacturing method of the reinforced platinum. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기의 강화백금분말 제조시 입경이 0.1 ~ 20㎛의 분말을 제조하는 것을 특징으로 하는 강화백금의 제조방법.Method for producing a strengthened platinum, characterized in that for producing the powder of the strengthened platinum powder to produce a particle size of 0.1 ~ 20㎛. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방전플라즈마 소결시 인가되는 압력은 10 ~ 50MPa 인 것을 특징으로 하는 강화백금의 제조방법.The pressure applied during the discharge plasma sintering method of the strengthened platinum, characterized in that 10 ~ 50MPa. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 냉간가공에 있어서 가공량은, 압하율이 60%이상으로 가공하는 것을 특징으로 하는 강화백금의 제조방법.Process for producing a strengthened platinum, characterized in that the processing amount in the cold processing, the reduction ratio is processed to 60% or more. 삭제delete
KR1020060119258A 2006-11-29 2006-11-29 Manufacturing Method of Reinforced Platinum Using Discharge Plasma Sintering KR100875303B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060119258A KR100875303B1 (en) 2006-11-29 2006-11-29 Manufacturing Method of Reinforced Platinum Using Discharge Plasma Sintering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060119258A KR100875303B1 (en) 2006-11-29 2006-11-29 Manufacturing Method of Reinforced Platinum Using Discharge Plasma Sintering

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080048823A KR20080048823A (en) 2008-06-03
KR100875303B1 true KR100875303B1 (en) 2008-12-23

Family

ID=39804864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060119258A KR100875303B1 (en) 2006-11-29 2006-11-29 Manufacturing Method of Reinforced Platinum Using Discharge Plasma Sintering

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100875303B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120103908A (en) * 2011-03-11 2012-09-20 희성금속 주식회사 Method of manufacturing a platinum powder for an oxide dispersion strengthened platinum materials
KR102112725B1 (en) * 2018-08-14 2020-05-19 서울대학교산학협력단 Method for manufacturing dispersion-strengthened metal sintered body

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005012591A1 (en) 2003-08-05 2005-02-10 Nikko Materials Co., Ltd. Sputtering target and method for production thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005012591A1 (en) 2003-08-05 2005-02-10 Nikko Materials Co., Ltd. Sputtering target and method for production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080048823A (en) 2008-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109182882B (en) Preparation method of high-strength oxide dispersion-strengthened Fe-based alloy
KR100851064B1 (en) Manufacturing method of the oxide dispersed platinum material using a thermal spray process
Suganuma et al. Pulsed electric current sintering of silicon nitride
JP2019196546A (en) Process for making molybdenum strip or molybdenum-containing strip
CN104388789B (en) Nanostructure tungsten-zirconium carbide alloy and preparation method thereof
JP2005240160A (en) METHOD OF PRODUCING Mo-BASED TARGET MATERIAL
KR101288592B1 (en) Method of manufacturing an oxide dispersion strengthened platinum-rhodium alloy
KR100875303B1 (en) Manufacturing Method of Reinforced Platinum Using Discharge Plasma Sintering
CN105803283A (en) Nb-Si-Ti-W-Cr alloy bar and production method thereof
KR101560455B1 (en) LCD Glass METHOD OF MANUFACTURING AN OXIDE DISPERSION STRENGTHENED PLATINUMRHODIUM ALLOYS MATERIALS USING SPARK PLASMA SINTERING FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY GLASS MANUFACTURING
KR101118635B1 (en) Method of an enhanced platinum materials using a thermal plasma process
KR100841418B1 (en) Fabrication of a precious metal target using a spark plasma sintering
CN110004317A (en) A kind of oxide strengthens the electric arc melting preparation method of platinum rhodium based composites
CN113798488B (en) Aluminum-based powder metallurgy material and preparation method thereof
EP1380660B1 (en) Method for preparing reinforced platinum material
KR20150028037A (en) Method for preparing of platinum-rodium-oxide based alloys materials
KR101419443B1 (en) Method of an oxide dispersion strengthened platinum-gold alloy
Gülsoy et al. Injection molding of mechanical alloyed Ti–Fe–Zr powder
KR101279555B1 (en) Method of manufacturing an oxide dispersion strengthened Platinum materials using a Cross-roll
KR101789300B1 (en) Method for preparing silver-diamond composites using spark plasma sintering process and silver-diamond composites prepared thereby
KR100904202B1 (en) Method for fabricating tungsten-yttria rod
JP6858374B2 (en) Manufacturing method of high-strength silver sintered body
KR101279553B1 (en) Method of manufacturing an oxide dispersion strengthened platinum materials using a plasma process
Dugauguez et al. Field assisted hot pressing of sintering Inconel 718 MIM samples
CN116652201A (en) High-performance tungsten-rhenium alloy and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121129

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131122

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141021

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151110

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160920

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171017

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181023

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191114

Year of fee payment: 12