KR20020062988A - 개선된 합금 섬유 및 제조 공정 - Google Patents

개선된 합금 섬유 및 제조 공정 Download PDF

Info

Publication number
KR20020062988A
KR20020062988A KR1020027008170A KR20027008170A KR20020062988A KR 20020062988 A KR20020062988 A KR 20020062988A KR 1020027008170 A KR1020027008170 A KR 1020027008170A KR 20027008170 A KR20027008170 A KR 20027008170A KR 20020062988 A KR20020062988 A KR 20020062988A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating
metal alloy
alloy wire
fibers
coating material
Prior art date
Application number
KR1020027008170A
Other languages
English (en)
Inventor
퀴크나타니엘알.
소보레프스키알렉산더
로버츠딘에이.
Original Assignee
유에스에프 필트레이션 앤드 세퍼레이션스 그룹 인크.
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 유에스에프 필트레이션 앤드 세퍼레이션스 그룹 인크. filed Critical 유에스에프 필트레이션 앤드 세퍼레이션스 그룹 인크.
Publication of KR20020062988A publication Critical patent/KR20020062988A/ko

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
    • B21C37/047—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire of fine wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
    • B22F1/062—Fibrous particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2251/00—Treating composite or clad material
    • C21D2251/02—Clad material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49801—Shaping fiber or fibered material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Abstract

복수의 합금 성분들을 가지고 피복 재료(30)에 의해 둘러 싸인 금속 합금 와이어(20)로부터 미세 금속 합금 섬유를 제조하기 위한 공정이 개시되어 있다. 도1은 본 공정을 도시한 블록 다이아그램이다. 바람직하게는, 피복 재료는 비활성 분위기(36)의 존재 하에서 금속 합금 와이어 주위에 밀착된다. 피복체는 미세 금속 합금 섬유를 외장하는 인발 가공된 피복체(40)를 제공하기 위하여 그 외경을 감소시키도록 인발 가공된다. 피복 재료는 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 제거된다. 피복 재료의 일부는 미세 금속 합금 섬유로 확산된다. 피복 재료는 새로운 합금 재료로부터 형성된 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여, 및/또는, 선택된 피복 재료의 특성에 따른 표면 특성을 갖는 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 선택될 수 있다.

Description

개선된 합금 섬유 및 제조 공정 {ADVANCED ALLOY FIBER AND PROCESS OF MAKING}
금속 합금은 금속 합금의 많은 양호한 특성로 인하여 순수 금속 이상으로 많은 제품들에 사용되어 왔다. 많은 금속 합금들은 높은 녹는점, 큰 경도, 순수 금속에 비해 높은 화학적 안정성이라는 양호한 특성들을 나타낸다. 대체로, 금속 합금은 고 강도 재료이다. 많은 금속 합금들은 적대적인 환경 등에서 금속 합금을 사용하기에 양호하도록 만드는 부식 저항을 위한 내성을 가지고 있다. 또한, 금속 합금은 대체로 금속 합금을 고온 적용품을 위해 양호하도록 만드는 높은 녹는점을 가지고 있다. 불행하게도, 몇몇 내부식성 및 내열성 금속 합금들은 낮은 연성 및 저온 취성을 나타낸다.
금속 합금들은 둘 이상의 상이한 금속들로 제조된 금속 고용체이다. 둘 이상의 상이한 금속들은 상이한 금속들을 고용체로 전환시키기 위하여 가열 확산시키거나 또는 상호 용융된다. 금속 합금들은 대체로 분말 야금법 또는 화학양론적 단일 결정들의 용융 가공에 의하여 형성된다.
금소 합금들은 둘 이상의 상이한 분말 금속들을 혼합함으로써 형성될 수 있다. 상기 혼합 분말들은 상이한 금속들을 금속 합금으로 전환시키기 위하여 가열 확산시키거나 또는 상호 용융시킨다. 금속 합금으로 전환된 후, 금속 합금의 낮은 연성 및 저온 취성은 금속 합금을 변형, 몰딩 및 기계 가공하기 어렵게 만든다.
많은 경우에 있어, 상이한 분말 금속들은 상이한 분말 금속들을 금속 합금으로 전환시키기에 앞서 원하는 아이템의 일반적 형상으로 형성된다. 이렇게 상이한 분말 금속들을 원하는 아이템의 일반적 형상으로 형성하는 것은 금속 합금으로의 전환 후 변형, 몰딩 또는 기계 가공에 있어서의 어려움을 극복시킨다.
앞서 설명한 분말 야금법에 더하여, 금속 합금들은 화학양론적 단일 결정들의 용융 가공에 의하여 형성될 수 있다. 불행하게도, 이러한 방법 중 어느 것도 합금 와이어의 형성에는 적합하지 않다. 이러한 금속 합금들의 낮은 연성 및 저온 취성은 금속 합금 와이어의 제조를 난처한 일로 만들었다. 또한, 금속 합금 와이어의 낮은 연성 및 저온 취성은 금속 합금 와이어의 연속 와이어 인발 공정과 같은 일련의 가공을 헛된 노력으로 만들었다. 작은 와이어들은 금속 합금으로 형성될 수 있음에도 불구하고, 연속 와이어 인발 공정에서 합금 와이어들을 합금 섬유들로 인발 가공하기 어렵기 때문에 미세 합금 섬유들은 지금까지 형성되지 못했다.
와이어 인발 공정에서 합금 와이어들을 인발 가공하는 어려움에도 불구하고 종래 기술에서는 매우 작은 합금 와이어를 형성하려는 많은 시도들이 있어 왔다.금속 합금 와이어들을 처리하는 몇몇 대표적인 종래 기술이 아래의 미국 특허에 나와 있다.
핍킨(Pipkin)에게 허여된 미국 특허 제2,215,477호는 합성 단일 조립체를 함께 형성하기 위하여 비교적 연성인 금속 튜브 내에 금속 봉을 조립하는 것으로 구성되는 비교적 취성 금속의 와이어를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 상기 조립체는 일련의 다이들을 통해 연속적으로 인발 가공됨에 따라 합성 와이어 요소를 형성한다. 복수의 와이어 요소들은 합성 다중 조립체를 형성하기 위하여 최초 지정된(first-named) 튜브의 그것과 동일한 특성의 금속 튜브 내에 조립된다. 상기 다중 조립체는 동일한 것을 미리 결정된 직경으로 감소시키기 위하여 일련의 다이들을 통해 연속적으로 인발 가공된다. 상기 연성 금속은 삽입된 취성 금속의 와이어로부터 제거된다.
더스트(Durst)에게 허여된 미국 특허 제2,434,992호는 고가의 전기 도전성 금속의 미세 와이어 길이를 포함하는 전기 접촉을 개시하고 있다. 상기 와이어는 작은 단면을 가지고 있고 외장 내에 포장된다. 와이어는 기부에 실질적으로 평행하게 연장되고 그로부터 외측으로 이격된 와이어 길이를 갖는 저가의 전기 도전성 금속의 중간 와이어 지지 부재에 의하여 그에 대한 전기 도전 관계로 전기 도전성 기부 상에 장착된다. 전기적 출구 접촉은 저가의 전기 도전성 금속 와이어를 위한 외장의 측방 외주를 기부에 용접하고 중간 와이어 지지 부재를 구성하는 와이어 및 기부 중간부를 제외하고 모든 외장을 에칭함으로써 형성된다. 상기 기부는 외장을 에칭하는 중에 기부가 실질적으로 에칭되어 버리지 않도록 저가의 금속 외장을 에칭하는 적어도 하나의 에칭 약품에 의하여 에칭에 대해 내성인 금속으로 형성된다.
퀸란(Quinlan)에게 허여된 미국 특허 제3,363,304호는 중스테인레스강 캡슐에 넣고 상기 조립체를 회전 스웨이징함으로써 와이어로 제조하는 매우 취성인 지르코늄-베릴륨 공융물(중량 당 약 5% 베릴륨)을 개시하고 있다. 상기 스웨이징은 직경이 약 50%로 감속될 때까지 775 내지 800℃ 범위의 온도에서 수행된다. 상기 온도는 스웨이징의 나머지를 위하여 700 내지 735℃까지 낮춰진다. 와이어 링들이 필요한 경우, 나선을 형성하는 그 상승 온도에 있는 동안 맨드릴 상에서 권취된다. 스테인레스강 외장은 황산에서 용해되고 나선의 선회는 절개된다. 1/2 인치 직경의 지르코늄-베릴륨(Zr-Be) 봉은 0.025 인치 직경의 와이어로 감소되었다.
로버츠(Roberts) 등에게 허여된 미국 특허 제3,394,213호는 다발 필라멘트들을 핫 포밍함으로써 감소된 직경의 빌렛을 형성하기 위하여 복수의 외장된 요소들이 처음으로 압축된, 긴 길이가 약 15 미크론 하인 미세 필라멘트들을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 핫 포밍 압축 후에, 상기 빌렛은 필라멘트들이 양호한 최종 소직경을 갖는 최종 크기로 인발 가공된다. 그 후 필라멘트들에 둘러쌓인 재료는 토우(tow) 형태의 필라멘트를 제거하는 적절한 수단에 의해 제거된다.
로버츠(Roberts) 등에게 허여된 미국 특허제3,540,114호는 그 위에 윤활 재료의 박막을 갖는 복수의 가늘고 긴 요소들을 다중 단부 인발 가공함으로써 금속과 같은 재료로 형성된 미세 필라멘트를 형성하는 방법을 개시하고 있다. 상기 복수의 요소들은 인발 가공 가능한 재료로 형성된 튜브형 외장 내에 다발로 형성될 수 있다. 윤활제는 그 다발 성형에 앞서 개개의 요소들에 도포될 수 있고 인발 가공다이와 같은 코팅 메커니즘을 통해 각각 인발 가공되는 동안 윤활제를 요소들에 도포함으로써 제공될 수 있다. 윤활제는 고 점착성을 갖는 필름을 형성할 수 있는 재료를 포함함에 따라 필름은 인발 공정의 고압 조건 하에서 유지된다. 압축 작업이 완료되면, 튜브형 외장은 제거된다. 필요하다면, 윤활제도 역시 결과물인 필라멘트로부터 제거될 수 있다.
타다(Tada) 등에게 허여된 미국 특허 제3,785,036호는 복수의 금속 와이어 다발을 외측 튜브 금속으로 커버하고 결과물인 합성 와이어를 인발 가공함으로써 미세 금속 필라멘트를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 인발 가공 단계 후에 얻어지는 최종 합성 와이어의 양측면 상의 외측 튜브 금속은 외측 튜브 내에 있는 코어 필라멘트에 인접하여 절삭되고, 그 후 합성 와이어의 양측 미절삭면들은 다소 롤링되며, 이에 따라 합성 와이어의 외측 튜브 금속을 연속적으로 분할하고, 따라서 외측 튜브 금속을 미세 금속 필라멘트로부터 분리한다. 분리 처리는 짧은 시간 동안 간단한 장치에 의해 처리될 수 있다. 이것은 제조 비용을 감소시키고, 외측 튜브 금속이 제자리에 회복될 수 있게 한다.
타께오(Takeo) 등에게 허여된 미국 특허 제3,807,026호는 미세 금속 필라멘트사를 저 비용에 제조하는 방법을 개시하고 있는데, 이는 합성 와이어를 형성하기 위하여 복수의 금속 와이어 다발을 외측 튜브 금속으로 커버하는 것을 포함한다. 합성 와이어는 인발 가공되고 외측 튜브 금속은 합성 와이어 내의 코어 필라멘트로부터 분리된다. 금속 와이어의 표면은 외측 튜브 금속을 커버하기 전에 적절한 표면 처리로 처리되거나 또는 적합한 분리기로 코팅되고, 그에 따라 합성와이어의 열처리 또는 이어지는 인발 가공에서 서로에 대한 코어 필라멘트의 금속 접합을 방지한다.
타다(Tada) 등에게 허여된 미국 특허 제3,838,488호는 외측 금속 튜브에 둘러 쌓인 복수의 금속 필라멘트 다발을 포함하는 인발 가공된 합성 와이어를 공급하기 위한 공급 수단을 포함하는 미세 금속 필라멘트를 제조하는 장치를 개시하고 있다. 절삭 비트를 포함하는 절삭 수단은 금속 튜브의 대향면 상의 합성 와이어의 외측 금속 튜브 대부분을 절삭 및 제거하기 위한 절삭 수단에서 합성 와이어에 대해 대칭되게 배열된다. 롤링 수단은 금속 튜브의 미절삭면을 가압하고 합성 와이어를 압축되게 하여 금속 튜브의 절삭면에 대해 수직 방향으로 외향으로 퍼지고 금속 튜브를 절삭면에서 분할되도록 하기 위하여 대향 배치된 롤들을 포함한다. 픽업 수단은 금속 튜브 및 금속 필라멘트의 분할 부분들을 들어올린다.
헨드릭슨(hendrickson)에게 허여된 미국 특허 제3,848,319호는 내부에 형성된 축방향으로 정렬된 개구를 갖는 구리 슬리브를 제조하고 담금질하는 단계를 포함하는 초소형 정밀 금속 또는 금속 합금을 제조하는 공정을 개시하고 있다. 정밀 금속 코어가 형성되고 슬리브의 개구로 삽입된다. 슬리브 및 코어는 이종 금속 와이어 조합체를 제조하도록 코어를 슬리브에 기계적으로 결합하기 위하여 10 대 1의 비율로 형성되는 것이 바람직한 외측 치수를 가진다. 와이어 조합체의 크기는 적절한 와이어 인발 가공에서 감소되고 슬리브는 정밀 금속 와이어로부터 화학적으로 제거된다.
헨드릭슨(hendrickson)에게 허여된 미국 특허 제3,943,619호는 선택된 재료의 코어 와이어를 복수의 삽입된 희생 외장으로 삽입되는 단계, 코어 와이어의 단부들을 외장에 용접하는 단계 및 미리 결정된 직경으로 조합체를 연속적으로 인발 가공하는 단계를 포함하는 초미세 와이어를 인발 가공하는 절차를 개시하고 있다. 외측 외장은 비례하여 감소된 코어 와이어를 제거하기 위하여 에칭에 의해 희생된다. 코어 와이어는 맨 처음에 감소를 보조하기 위하여 테플론(Teflon)으로 커버될 수 있고 테플론은 열에 노출됨에 의하여 제거된다.
쉴트바흐(Schildbach)에게 허여된 미국 특허 제3,977,070호는 봉 및 와이어와 같은 연장된 요소들의 다발이 다발 주위에 있는 요소들의 그것과 상이한 재료 외장을 형성함으로써 클래딩되고 상기 다발은 양호한 소직경까지 요소들을 압축하기 위하여 연속적으로 인발 가공되는 방법에 의해 형성된 토우 및 필라멘트 토우를 형성하는 방법을 개시하고 있다. 상기 요소들은 금속으로 형성될 수 있다. 외장은 금속으로 형성될 수 있고 조립체를 보유하기 위하여 상호 용접된 그것의 병렬 배치된 엣지들을 가질 수 있다. 외장은 토우 형태의 필라멘트를 제거하기 위하여 최종 압축된 다발로부터 제거된다.
하마다(Hamada) 등에게 허여된 미국 특허 제4,044,447호는 상호 취합되어 밴드 형태의 피복 재료로 결합된 복수의 와이어들을 개시하고 있다. 이러한 조건에서 와이어는 다이 및 캡스턴(capstan)을 갖는 와이어 인발 장치에 의하여 인발 가공된다. 복수의 이러한 와이어 다발은 앞에서와 같은 동일한 방법으로 상호 취합되고 결합되어 합성 다발체를 형성하는데, 이는 재차 인발 가공되고, 이러한 공정들이 적어도 상술한 직경의 필라멘트가 다량으로 획득되기까지 반복된다.
헌트(Hunt)에게 허여된 미국 특허 제4,209,122호는 주형 봉의 직경에서의 동시적 감소를 획득하기 위하여 한정된 압출 파라미터 내에서 압출된 충전 빌렛(billet)으로 통합되고 주조 조건에서의 금속봉으로서 설명된 와이어를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 충전 빌렛으로부터 분리한 후, 이제 와이어 형태가 된 압출봉은 경질 외장 부착물의 수작업 용접 제품들에 특히 적합하다. 분리된 합금 와이어는 연속적인 인발 가공 및 담금질 단계에 의해 정밀하게 치수 조절된 미확정 길이의 와이어를 형성하기 위하여 벗 웰딩(butt welding)에 의해 결합되고, 경질 외장 부착물을 용접하기 위하여 자동 용접 머신과 함께 사용하기에 적합하게 만든다.
헌트(Hunt)에게 허여된 미국 특허 제4,323,186호는 경제적인 방식으로 작은 단면의 합금 와이어의 압출 제품을 획득하는 방법을 개시하고 있다. 주조 합금 예비 형성품의 길이 대 단면 비는 충전 빌렛의 길이를 단일 압출에서 작은 직경의 압출 제품을 획득하는 것이 필요한 유용한 압출 프레스 상에서 압출될 수 있는 최적예보다 작게록 제한한다. 이러한 제한은 합금의 주형 길이의 단부들을 사각형화하고 그 후 주어진 압출 프레스 상에서 압출될 수 있는 최대 길이의 예비 성형품을 합성적으로 성형하는 그러한 길이들을 벗 웰딩함으로써 극복된다. 합성 예비 성형품은 미국 특허 제4,209,122호의 개시 내용에 따라 충전 빌렛에서 압출된다. 이러한 합성 예비 성형품으로부터의 압출 제품들은 당해 특허에서 설명된 동일하게 양호한 특성들을 가지고 있고 거기서 설명된 이익을 연장한다.
미야가와(Miyagawa)에게 허여된 미국 특허 제4,863,526호는 코발트 계열 합금의 미세 결정의 얇은 와이어 및 공식 CokMlBmSin 의 구성을 갖는 제조 공정을 개시하고 있는데, 여기서 Co는 코발트, M은 주기율표의 Ⅳ족,Ⅴ족 및 Ⅵ족의 적어도 하나의 전이 금속, B는 붕소, Si는 규소이고, K,l,m 및 n은 각각 Co,M,B 및Si의 원자 백분율(atom percent)을 나타내며, 얇은 와이어 내의 미세 결정 입자들은 많아야 5 ㎛의 평균 크기를 가진다.
헤를(Haerle)에게 허여된 미국 특허 제5,266,279호는 금속 와이어 또는 금속 섬유의 적어도 하나의 직물층을 구비한 내연 기관의 폐기 가스로부터 유해한 성분들을 제거하기 위한 필터 또는 촉매체를 개시하고 있다. 분말, 미립자, 섬유 조각 또는 칩 형태의 소결 재료는 메쉬로 도입되고 와이어 또는 섬유 상으로 소결된다. 직물은 능직으로 된 와이어 직물의 형태이고, 소결 재료는 그 메쉬 내로 도입되고 와이어 또는 섬유와 함께 소결된다.
이시이(Ishii)에게 허여된 미국 특허 제5,505,757호는 낮은 압력 강하, 높은 집진 용량 및 긴 수명의 요구 조건을 만족하는 미립자 트랩용 금속 필터를 개시하고 있다. 금속 필터는 적어도 하나의 다음 합금 구성 A, B 및 C를 갖는 금속 섬유로 형성된 (펠트와 같은) 하나 이상의 부직물층을 가지고 있는데, 여기서 구성 A는 중량비 5 내지 20 %의 니켈(Ni), 중량비 10 내지 40 %의 크롬(Cr), 중량비 1 내지 15%의 알루미늄(Al), 나머지는 철(Fe) 및 피할 수 없는 불순물들로 제조되고, 구성 B는 중량비 10 내지 40%의 크롬(Cr), 중량비 1 내지 15%의 알루미늄(Al), 나머지는 니켈(Ni) 및 피할 수 없는 불술물들로 제조되며, 구성 C는 중량비 10 내지 40%의 크롬(Cr), 중량비 1 내지 15%의 알루미늄(Al), 나머지는 철(Fe) 및 피할 수 없는성분들로 제조된다. 금속 필터는 부식 및 열에 높은 저항성을 가지고 미립자를 제거하기 위한 반복적인 가열을 견뎌낼 수 있다.
청(Chung) 등에게 허여된 미국 특허 제5,827,997호는 필라멘트를 포함하는 재료를 개시하고 있는데, 이는 금속 및 본질적으로 동축의 코어를 포함하며, 각각의 필라멘트는 6 um보다 작은 직경을 가지며, 각각의 코어는 본질적으로 탄소이며, 합성 재료를 형성하기 위하여 매트릭스 내에서 분산된 경우 전자파 장애 (electromagnetic interference; EMI)를 차단하는 높은 효과를 나타낸다. 상기 주형은 플리머, 세라믹 및 폴리머-세라믹 조합체로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 상기 금속은 니켈, 구리, 코발트, 은, 금, 주석, 니켈 계열 합금, 구리 계열 합금, 코발트 계열 합금, 은 계열 합금, 금 계열 합금, 주석 계열 합금 및 아연 계열 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. EMI 차단이 불가능한 매트릭스 내에서 이러한 재료의 7 퍼센트 체적의 결합은 1 내지 2 GHz의 EMI 차단 효과가 있는 구리와 실질적으로 동일한 합성을 낳는다.
마에다(Maeda) 등에게 허여된 미국 특허 제5,830,415호는 배기 가스에서 고체 및 액체 함유물을 집진하는 높은 용량을 가지고 청정을 위하여 연소된 때 열을 견뎌낼 수 있는 그러한 높은 내열성을 가진 자동차 배기 가스 정화 필터 부재를 개시하고 있다. 니켈(Ni)-크롬(Cr)-알루미늄(Al)으로부터 제조되고 3차원 골격 구조를 갖는 3차원 메쉬형 금속 다공성 부재는 그 표면에 조밀하게 성장한 섬유질 알루미나 결정을 형성하기 위하여 대기 중에서 800 내지 100℃까지 가열된다. 이 부재는 필터 부재로 사용된다. 이러한 필터 부재는 우수한 집진 용량 및 내부식성을나타내고 고온에서도 견뎌낼 수 있다. 또한, 표면에 형성된 섬유질 알루미나 결정에 촉매를 확고히 지닐 수 있다. 그 증대된 표면적 때문에, 증대된 촉매 보유 용량을 갖는다.
나가이(Nagai) 등에게 허여된 미국 특허 제5,863,311호는 배기 압력 하에서 진동 또는 변형하기 쉽지 않고 마립자 트랩핑 특성, 압력 강하, 내구성 및 재생 설질 모두에세 양호한 결과를 달성하는 디젤 엔진 용도를 위한 미립자 트랩을 개시하고 있다. 상기 트랩은 복수의 플랫 또는 원통형 필터로 제조된 필터 요소를 가지고 있다. 종방향으로 연장된 배기 가스 유입 및 유출 공간은 인접한 필터들 사이의 공간의 입구 및 출구 단부들을 교대로 폐쇄함으로써 인접한 필터들 사이에서 교대로 한정된다. 기체 투과성 강화 부재들은 배기 가스가 필터들을 통과할 때 생성되는 각각의 필터의 상류 및 하류 압력 간의 차이로 인하여 필터가 변형되는 것을 방지하기 위하여 배기 가스 유출 공간들 내에 삽입된다. 유사한 기체 투과성 강화 부재들도 역시 필터의 진동을 보다 양호하게 방지하기 위하여 배기 가스 유입 공간들 내에 또는 필터의 양 단부에 삽입될 수 있다.
리버만(Liberman) 등에게 허여된 미국 특허 제5,890,272호는 복수의 금속 와이어를 코팅 재료로 코팅하는 것을 포함하는 미세 금속 섬유를 제조하는 공정을 개시하고 있다. 상기 복수의 금속 와이어는 피복체를 제공하기 위한 튜브로 피복된다. 상기 피복체는 그 외경을 감소시키기 위하여 인발 가공된다. 피복체는 그 내에 수용된 복수의 금속 와이어를 갖는 코팅 재료를 포함하는 나머지를 제공하기 위하여 제거된다. 상기 나머지는 그 직경 및 그 내에 수용된 복수의 금속 와이어의대응하는 직경을 감소시키기 위하여 인발 가공된다. 상기 코팅 재료는 복수의 미세 금속 섬유를 제공하기 위하여 제거된다.
밴(Ban) 등에게 허여된 미국 특허 제5,908,480호는 비용이 적게 들고 높은 미립자 트랩핑 효율, 재생 특성 및 내구성과, 트랩핑된 미립자들로 인한 낮은 압력 손실의 디젤 엔진용 미립자 트랩을 개시하고 있다. 내열성 금속 섬유의 부직물층으로 제조된 짝수 개의 플랫 필터는 내열성 금속으로 제조된 동일한 수의 주름 시트와 함께 교대로 적층된다. 그렇게 형성된 적층물은 기둥형으로 롤링된다. 각각 다른 주름 시트가 삽입되는 인접한 플랫 필터 사이의 각각의 공간은 밀폐 부재에 의하여 필터 요소의 일 단부에서 밀폐된다. 인접한 플랫 필터들 사이의 다른 공간들은 필터 요소의 다른 단부에서 밀폐된다.
웨버(Webber)에게 허여된 미국 특허 출원 제28,470호는 2차원 또는 3차원 배향으로 분배된 복수의 비교적 짧고 파단이 없는 실질적으로 일직선이 아닌 거친 표면의 금속 섬유로부터 제조된 다공성 금속 구조를 개시하고 있다. 상기 섬유들은 균일한 단면의 섬유 또는 상이한 단면의 섬유를 포함하는 다공성 구조를 갖는 미리 선택된 단면을 가지고 있다. 상기 섬유들은 응력 제거 상태 또는 냉간 가공 상태에 있을 수 있다. 상기 다공성 금속 구조 섬유는 약 50 미크론에 못 미치는 평균 단면 치수를 가지고 섬유들은 적어도 약 2 인치의 평균 길이를 가진다.
작은 와이어가 금속 합금으로 형성될 수 있지만, 와이어 인발 공정에서 합금 와이어를 금속 합금 미세 섬유로 인발 가공하는 어려움으로 인하여 금속 합금으로부터 형성된 미세 섬유는 지금까지 형성되지 않았다.
따라서, 본 발명의 목적은 금속 합금으로부터 제조된 미세 섬유 및 금속 합금으로부터 상기 섬유를 형성하는 새로운 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 미세 금속 합금 섬유가 50 미크론보다 작은 직경을 갖는, 금속 합금으로부터 제조된 미세 섬유 및 금속 합금으로부터 상기 섬유를 형성하는 새로운 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 새로운 금속 합금으로부터 제조된 미세 섬유를 제조할 수 있는, 금속합금으로부터 제조된 미세 섬유 및 금속 합금으로부터 상기 섬유를 형성하는 새로운 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상이한 표면 특성을 갖는, 금속 합금으로부터 제조된 미세 섬유 및 금속 합금으로부터 상기 섬유를 형성하는 새로운 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조하기에 경제적인, 금속 합금으로부터 제조된 미세 섬유 및 금속 합금으로부터 삼기 섬유를 형성하는 새로운 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상업적인 수량으로 금속 합금으로부터 미세 섬유를 제조하기에 비용 효율적인, 금속 합금으로부터 제조된 미세 섬유 및 금속 합금으로부터 삼기 섬유를 형성하는 새로운 공정을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명의 보다 적절한 목적의 일부를 제시한 것이다. 이러한 목적들은 단지 본 발명의 보다 두드러진 특징 및 적용의 일부를 도시한 것으로 해석되어야 한다. 많은 다른 유익한 결과들이 상이한 방식으로 개시된 발명을 사용함으로써 또는 본 발명의 범위 내에서 본 발명을 변형함으로써 얻어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 완전한 이해를 위한 다른 목적들은 본 발명의 요약, 첨부 도면과 함께 취해진 청구범위에 의해 한정된 본 발명의 범위에 추가된 바람직한 실시예를 도시한 상세한 설명을 참조함으로써 얻어질 수 있다.
본 발명은 금속 합금에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 금속 합금 섬유 형태의 금속 합금을 제조하기 위한 개선된 공정에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 새로운 합금으로부터 형성된 미세 금속 합금 섬유 및/또는 상이한 표면 특성들을 갖는 미세 금속 합금 섬유의 제조에 관한 것이다.
본 발명의 목적 및 특성을 보다 완전히 이해하기 위하여, 첨부 도면에 따라 취해진 다음의 상세한 설명이 참조될 수 있다.
도1은 본 발명의 미세 금속 합금 섬유들을 제조하기 위한 제1 공정의 블록 다이아그램이다.
도2는 도1에서 인용된 금속 합금 와이어의 등각도이다.
도2a는 도2의 단부도이다.
도3은 도1에서 인용된 예비 형성된 제1 피복 재료를 도시한 등각도이다.
도3a는 도3의 단부도이다.
도4는 도2의 금속 합금 와이어를 외장하는 도3의 제1 피복 재료를 도시한 등각도이다.
도4a는 도4의 단부도이다.
도5는 금속 합금 와이어에 밀봉된 제1 피복 재료를 도시한 도4에 유사한 등각도이다.
도5a는 도5의 단부도이다.
도6은 비활성 분위기 하에서 금속 합금 와이어에 제1 피복 재료를 밀착시키는 것을 도시한 도5에 유사한 등각도이다.
도6a는 도6의 단부도이다.
도7은 금속 합금 와이어에 밀착된 제1 피복 재료를 도시한 도6에 유사한 등각도이다.
도7a는 도7의 단부도이다.
도8은 제1 인발 공정 후 도7의 제1 피복체의 등각도이다.
도8a는 도8의 확대 단부도이다.
도9는 복수의 인발 가공된 제1 피복체를 제2 피복체 내에 조립하는 것을 도시한 등각도이다.
도9a는 도9의 단부도이다.
도10은 제2 인발 공정 후 도9의 제2 피복체의 등각도이다.
도10a는 도10의 확대 단부도이다.
도11은 복수의 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 제1 및 제2 피복체를 제거하는 것을 도시한 도10에 유사한 등각도이다.
도11a는 도11의 확대 단부도이다.
도12는 본 발명의 미세 금속 합금 섬유를 제조하는 제2 공정의 블록 다이아그램이다.
도13은 도12에서 인용된 금속 합금 와이어의 등각도이다.
도13a는 도13의 단부도이다.
도14는 도12에서 인용된 예비 성형 피복 재료를 도시한 등각도이다.
도14a는 도14의 단부도이다.
도15는 도13의 금속 합금 와이어에 밀착된 도14의 피복 재료를 도시한 등각도이다.
도15a는 도15의 단부도이다.
도16은 인발 공정 후 도15의 피복체의 등각도이다.
도16a는 도16의 확대 단부도이다.
도17은 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 피복 재료를 제거하는 것을도시한 도16에 유사한 등각도이다.
도17a는 도17의 확대 단부도이다.
도18은 미세 금속 합금 섬유의 외주에서 확산된 피복 재료의 강화된 농도를 도시한 도17a의 확대도이다.
도19는 미세 금속 합금 섬유 내에서 확산된 피복 재료의 균일한 농도를 도시한 도18의 유사한 도면이다.
도20은 도18의 미세 금속 합금 섬유의 외주에서 확산된 피복 재료의 강화된 농도를 도시한 에너지 분산 엑스레이 스펙트럼의 사진이다.
도21은 도19의 미세 금속 합금 섬유 내에 확산된 피복 재료의 균일한 농도를 도시한 에너지 분산 엑스레이 스펙트럼의 사진이다.
도22는 본 발명의 미세 금속 합금 섬유를 제조하는 제3 공정의 블록 다이아그램이다.
도23은 도22에서 인용된 금속 합금의 등각도이다.
도23a는 도23의 단부도이다.
도24는 도22에서 인용된 금속 합금 주위에 피복 재료를 형성하는 것을 도시한 등각도이다.
도24a는 도24의 단부도이다.
도25는 도23의 금속 합금 와이어를 외장하는 도24의 피복 재료를 도시한 등각도이다.
도25a는 도25의 단부도이다.
도26은 인발 공정 후 도25의 피복체의 등각도이다.
도26a는 도26의 확대 단부도이다.
도27은 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 피복 재료를 제거하는 것을 도시한 도26에 유사한 등각도이다.
도27a는 도27의 확대 단부도이다.
도28은 미세 금속 합금 섬유의 외주에서 확산된 피복 재료의 강화된 농도를 도시한 도27a에 유사한 확대도이다.
도29는 새로운 합금을 제공하기 위하여 미세 금속 합금 섬유 내에 확산된 피복 재료의 균일한 농도를 도시한 도28의 유사한 도면이다.
도30은 본 발명의 미세 금속 합금 섬유를 제조하는 제4 공정의 블록 다이아그램이다.
도31은 도30에서 인용된 금속 합금의 등각도이다.
도31a는 도31의 단부도이다.
도32는 도31에서 인용된 금속 합금 와이어 주위에 피복 재료를 전기 도금하는 것을 도시한 등각도이다.
도32a는 도32의 단부도이다.
도33은 인발 공정 후 도32의 피복체의 등각도이다.
도33a는 도33의 확대 단부도이다.
도34는 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 피복 재료를 제거하는 것을 도시한 도33에 유사한 등각도이다.
도34a는 도34의 확대 단부도이다.
도35는 피복 재료의 특성에 따른 표면 특성들을 갖는 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 미세 금속 합금 섬유의 외주에서 확산된 피복 재료의 강화된 농도를 도시한 도34a의 확대도이다.
유사한 참조 부호는 도면의 몇몇 그림들을 통하여 유사한 부분을 지칭한다.
본 발명은 첨부 도면에 도시된 구체적인 실시예와 함께 청구범위에 의해 정의된다. 본 발명을 요약하자면, 본 발명은 금속 합금을 피복 재료로 외장하는 단계들을 포함하는 미세 금속 합금 섬유를 제조하는 공정에 관한 것이다. 상기 피복 재료는 피복체를 제공하기 위하여 비활성 분위기 하에서 금속 합금 와이어 주위에 밀착된다. 상기 피복체는 금속 합금 와이어로부터 미세 금속 합금 섬유를 제공하도록 그 외경을 감소시키고 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 인발 가공된다. 상기 피복 재료는 미세 금속 합금 섬유로부터 제거된다.
본 발명의 보다 구체적인 예에서, 피복 재료를 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 단계는 피복 재료 및 금속 합금 와이어 사이에 위치된 비활성 분위기 하에서 피복 재료를 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 것을 포함한다. 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 피복체를 연속적으로 인발 가공하고 연속적으로 담금질하는 것과 피복체를 담금질 공정 후 열도전성 유체 내에서 급속히 냉각시키는 것을 포함한다.
본 발명의 다른 예에서, 상기 공정은 제2 피복체를 형성하기 위하여 복수의 인발 가공된 피복체들을 제2 피복 재료 내에 조립하는 것을 포함한다. 상기 제2피복체는 그 직경을 감소시키고 복수의 금속 합금 와이어로부터 복수의 밋 ㅔ금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 인발 가공된다. 상기 피복 재료들은 복수의 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 제거된다.
본 발명의 다른 예에서, 상기 공정은 제1 및 제2 합금 성분 중 하나로부터 형성된 피복 재료와 함께 제1 및 제2 합금 성분으로부터 형성된 금속 합금 와이어를 제공하는 것을 포함한다. 상기 금속 합금 와이어는 피복체를 제공하기 위하여 피복 재료로 둘러 싼다. 상기 피복체는 금속 합금 와이어로부터 형성된 미세 금속 합금 섬유를 갖는 인발 가공된 피복체를 제공하도록 그 외경을 감소시키고 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 인발 가공된다. 상기 인발 가공된 피복체는 미세 금속 합금 섬유 내로의 피복 재료의 최소 확산으로 인발 가공된 피복체를 담금질하기에 충분한 온도까지 가열된다. 상기 피복 재료는 미세 금속 합금 섬유로부터 제거되고, 미세 금속 합금 섬유는 실질적으로 균일한 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 최소 확산된 피복 재료를 금속 합금 섬유 내로 더 확산시키기에 충분한 온도까지 가열된다.
본 발명의 다른 예에서, 상기 피복 재료는 제1 및 제2 합금 성분과는 상이한 재료로부터 형성된다. 피복체는 금속 합금 와이어로부터 형성된 미세 금속 합금 섬유를 갖는 인발 가공된 피복체를 제공하도록 그 직경을 감소시키고 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 인발 가공된다. 상기 인발 가공된 피복체는 인발 가공된 피복체를 담금질하고 피복 재료를 금속 합금 섬유 내로 확산시키기에 충분한 온도까지 가열된다. 상기 피복 재료는 미세 금속 합금 섬유로부터 제거된다.미세 금속 합금 섬유는 제1 및 제2 합금 성분 및 확산된 피복 재료를 포함하는 새로운 합금으로부터 형성된 섬유를 제공하기 위하여 확산된 피복 재료를 금속 합금 섬유 내로 더 확산시키기에 충분한 온도까지 가열된다.
본 발명의 다른 예에서, 상기 피복 재료는 제1 및 제2 합금 성분과 상이한 재료로부터 형성된다. 인발 가공된 피복체는 인발 가공된 피복체를 담금질하고 피복 재료를 금속 합금 섬유의 표면으로 확산시키기에 충분한 온도까지 가열된다. 피복 재료는 피복 재료의 특성에 따른 표면 특성을 갖는 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 제거된다.
상기 내용은 당해 기술에 대한 본 기여가 보다 완전하게 평가될 수 있게 아래의 상세한 설명이 보다 잘 이해되도록 하기 위하여 본 발명의 보다 두드러지고 중요한 특징들을 넓게 제시하였다. 본 발명의 또다른 측징들은 본 발명의 청구범위의 대상물을 형성하는 이하에서 설명될 것이다. 개시된 발명 사상 및 구체적인 실시예들은 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조들을 설계하거나 또는 변형하기 위한 기초로서 용이하게 사용될 수 있다는 것이 당해 기술 분야의 숙련자에게 인정될 수 있다. 이러한 동등한 구조들은 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 것도 역시 당해 기술 분야의 숙련자에게 인지되어야 한다.
도1은 미세 금속 합금 섬유를 제조하기 위한 개선된 공정(10)의 제1 실시예를도시한 블록 다이아그램이다. 본 발명의 이 실시예에서, 개선된 공정(10)은 복수의 미세 금속 합금 섬유를 동시에 제조할 수 있다. 개선된 공정(10)의 제1 실시예는 각각의 미세 금속 합금 섬유를가 10 마이크로미터보다 작은 직경을 갖는 수천 개의 개개의 금속 합금 섬유를 동시에 제조할 수 있다. 도1의 개선된 공정(10)은 금속 합금(20) 및 피복 재료를 사용한다. 금속 합금(20)은 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)으로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다.
도2는 도1에서 인용된 금속 합금 와이어(20)의 등각도이고, 도2a는 도2의 단부도이다. 상기 금속 합금 와이어(20)는 제1 단부(21)와 제2 단부(22) 사이에서 연장된다. 상기 금속 합금 와이어(20)는 외경(20D)을 형성한다. 금속 합금(20)은 선택된 두 합금 성분 합금 재료의 두 합금 성분들을 대ㅛㅍ하는 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)으로부터 제조되는 것으로 도시되어 있다. 금속 합금(20)은 두 성분을 갖는 금속 합금으로 개시되어 있지만, 상기 금속 합금(20)은 표1에 나타낸 어떤 수의 성분도 가질 수 있다는 것이 인정될 수 있다. 바람직하게는, 상기금속 합금(20)은 와이어 또는 유사한 구성의 형상이다.
본 발명의 공정(10)은 다양한 형태의 금속 합금과 함께 작업하기 위하여 고안되었다. 본 발명의 일 예에서, 금속 합금 와이어(20)은 Haynes C-22, Haynes C-2000, Haynes HR-120, Haynes HR-160, Haynes 188, Haynes 556, Haynes 214, Haynes 230, Fecralloy Hoskins 875, Fecralloy M, Fecralloy 27-7 및 Hast X 로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 금속 합금의 상기 그룹의 화학적 구성은 표1에 나타나 있다.
표 1
본 발명의 공정(10)은 표1에 나타낸 금속 합금으로부터 미세 금속 섬유를 형성하는 데 유용하다는 것이 알려졌지만, 본 발명의 공정(10)이 다양한 다른 형태의 금속 합금과 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
도3은 도1에서 인용된 제1 피복 재료(30)를 도시한 등각도이다. 제1 피복 재료(30)은 제1 및 제2 단부(31,32) 사이에서 연장된다. 본 발명의 공정(10)의 상기 예에서, 제1 피복 재료(30)는 외경(30D) 및 내경(30d)을 갖는 예비 형성 튜브(33)로서 도시되어 있다.
도3a는 도3의 확대 단부도이다. 제1 피복 재료(30)의 예비 형성 튜브(33)의 내경(30d)은 금속 합금 와이어(20)의 외경(20D)을 활주 가능하게 수납하도록 치수 설정된다.
제1 피복 재료(30)는 선택된 금속 합금(20)과 함께 사용하는 데 적합한 재료로 제조된다. 제1 피복 재료(30)는 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B) 중 하나로부터 형성될 수 있다. 본 발명의 이 구체적인 예에서, 제1 피복 재료(30)는 제1 합금 성분(A)으로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다.
또한, 제1 피복 재료(30)는 선택된 금속 합금(20)과 함께 사용하기에 적합한 다른 재료로 제조된다. 공정(10)의 일 예에서, 제1 피복 재료(30)는 저 탄소강, 구리, 순수 니켈 및 Monel 400 합금을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 재료들의 상기 그룹은 제1 피복 재료(30)에 유용하다는 것이 알려졌지만, 본 발명의 공정(10)은 본 명세서에 나타낸 재료들의 구체적 예들로 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있다.
도1은 제1 피복 재료(30)를 갖는 금속 합금 와이어(20)를 피복하는 공정 단계(11)를 설명한다. 본 발명의 이 예에서, 금속 합금 와이어(20)는 제1 피복 재료(30)의 예비 형성 튜브(33)로 삽입된다.
도4는 금속 합금 와이어(20)를 포함하는 제1 피복 재료(30)를 도시한 도3과 유사한 등각도이다. 제1 피복 재료(30)의 예비 형성 튜브(33)의 내경(30d)은 금속 합금 와이어(20)의 외경(20D)을 활주 가능하게 수납한다. 제1 피복 재료(30)의 제1 단부(31)는 금속 합금 와이어(20)의 제1 단부(21)의 위에 놓인다.
도4a는 도4의 확대 단부도이다. 예비 형성 튜브(33)의 내경(30d)과 금속 합금 와이어(20)의 외경(20D) 간의 차이는 그 사이에 공간(34)을 만든다. 바람직하게는, 상기 공간(34)은 최소화되지만, 금속 합금 와이어(20)를 제1 피복 재료(30) 내에 삽입할 수 있을 만큼 충분하다.
도1은 제1 피복 재료(30)를 금속 합금 와이어(20) 주위에 밀착시키는 공정 단계(12)를 설명한다. 본 발명의 상기 예에서, 제1 피복 재료(30)의 예비 형성 튜브(33)는 비활성 기체(36)의 존재 하에서 금속 합금 와이어(20) 주위에 밀착된다.
도5는 금속 합금 와이어(20)에 밀봉된 제1 피복 재료(30)를 도시한 도4에 유사한 등각도이다. 바람직하게는, 제1 피복 재료(30)의 예비 형성 튜브(33)는 비활성 기체(36)의 존재 하에서 금속 합금 와이어(20)에 밀봉된다.
도5a는 도5의 확대 단부도이다. 리듀싱 다이(reducing die;38)는 제1 피복 재료(30)의 제1 단부(31)를 금속 합금 와이어(20)의 제1 단부(21)에 밀봉한다. 보다 구체적으로는, 상기 리듀싱 다이는 제1 피복 재료(30)의 외경(30D)보다 작고 금속 합금 와이어(20)의 외경(20D)보다 작은 내경(38d)을 가지고 있다. 리듀싱 다이(38)는 제1 단부(31)에서 감소된 외경(30D')을 가지도록 제1 피복 재료(30) 및 그 내부의 금속 합금 와이어(20)을 감소시킨다.
비활성 기체(36)은는제1 피복 재료(30)의 제2 단부(32)로부터 예비 형성 튜브(33)의 내경(30d)과 금속 합금 와이어(20)의 외경(20D) 사이의 공간(34) 내로 분사된다. 비활성 기체(36)는 대기 분위기의 공간(34)을 정화하고 상기 공간(34)을 비활성 기체(36)로 완전히 충전한다. 본 발명의 일 예에서, 비활성 기체(36)는 주기율표의 8A 족으로부터 선택된다. 많은 경우에 있어, 비활성 기체(36)는 경제적 관점에서 아르곤, 헬륨 또는 네온과 같은 주기율표의 8A 족으로부터 선택된다.
도6은 비활성 기체(36)의 존재 하에서 금속 합금 와이어(20)에 제1 피복 재료(30)를 밀착시키는 것을 도시한 도5에 유사한 등각도이다. 상기 공간(34)이 비활성 기체(36)로 정화된 후, 제1 피복 재료(30)의 나머지는 제1 피복 재료(30)의 제2 단부(32)까지 금속 합금 와이어(20) 상으로 밀착된다. 비활성 기체(36)은 금속 합금 와이어(20)와 제1 피복 재료(30) 사이에는 어떤 반응 기체도 없다는 것을 보증한다.
도6a는 도6의 확대 단부도이다. 제1 단부(31)부터 제2 단부(32)까지 제1 피복 재료(30)가 금속 합금 와이어(20)에 밀착됨에 따라, 대부분의 비활성 기체(36)는 금속 합금 와이어(20)와 제1 피복 재료(30) 사의의 공간(34)으로부터 압출된다. 제1 피복 재료(30)가 금속 합금 와이어(20)에 밀착된 후, 상기 조합체는 외경(40D)을 갖는 제1 피복체(40)를 형성한다.
도7은 금속 합금 와이어(20)에 밀착된 제1 피복 재료(30)를 도시한 도6에 유사한 등각도이다. 금속 합금 와이어(20)는 감소된 외경(20D')을 가지는 한편, 제1 피복 재료는 각각 감소된 외경 및 내경(30D',30d')을 갖는다.
도7a는 도7의 확대 단부도이다. 제1 피복 재료는 금속 합금 와이어(20) 상으로 밀착되어 도시되어 있다. 금속 합금 와이어(20)와 제1 피복 재료((30) 사이의 미세 공극들은 모두 비활성 기체(36)로 충전된다.
도1은 인발 가공된 제1 피복체(45)를 제공하도록 그 외경(40D)을 감소시키고제1 피복체(40) 내의 금속 합금 와이어(20)의 직경(20D')을 감소시키기 위하여 제1 피복체(40)를 인발 가공하는 공정 단계(13)를 설명한다.
도8은 인발 가공된 제1 피복체(45)를 제공하기 위하여 제1 인발 공정(13) 후의 도7의 제1 피복체(45)의 등각도이다. 인발 가공된 제1 피복체(45)는 외경(45D)을 형성한다. 금속 합금 와이어(20)의 외경(20D)은 제1 인발 공정(13) 중에 상응하게 감소된다.
도8a는 도8의 확대 단부도이다. 바람직하게는, 제1 인발 공정(13)은 제1 피복체(40)의 연속적으로 인발한 후 제1 피복체(40)를 연속 담금질한다. 본 발명의 바람직한 형태에서, 제1 피복체(40)의 담금질은 환원 분위기와 같은 특정 분위기에서 일어난다.
본 발명을 실시하는 최선의 실시예에서, 제1 피복체(40)는 환원 분위기 내에서 급속히 가열된다. 본 발명의 일 예에서, 수소 기체 및 질소 기체는 제1 피복체(40)의 담금질 중에 환원 분위기로서 사용된다. 제1 피복체(40)는 종래의 노에 의해 급속히 가열되거나 적외선 가열 또는 유도 가열에 의해 급속히 가열될 수 있다. 담금질은 일괄 공정 또는 연속 공정으로 수행될 수 있다.
바람직하게는, 담금질된 제1 피복체(40)는 열도전성 유체 내에서 급속히 냉각된다. 제1 피복체(40)는 고 열도전성 유체 내에서 담금질된 제1 피복체(40)를 식힘으로써 급속히 냉각될 수 있다. 고 열도전성 유체는 물 또는 기름과 같은 액체이거나 수소 기체와 같은 고 열도전성 기체일 수 있다. 일 예에서, 열도전성 기체는 제1 피복체를 급속히 냉각시키기 위하여 이십 퍼센트(20 %) 내지 백퍼센트(100 %)의 수소를 포함한다.
도1은 복수의 인발 가공된 제1 피복체(45)를 조립하는 공정 단계(14)를 설명한다. 대체로, 400 내지 1000 개의 인발 가공된 제1 피복체(45)가 본 발명의 공정(10)으로 조립된다.
도1은 복수의 인발 가공된 제1 피복체(45)의 조립체를 제2 피복체(50) 내에 피복하는 공정 단계(15)를 설명한다. 400 내지 1000개 수량의 인발 가공된 제1 피복체(45)는 상기 제2 피복체(50) 내에 조립된다.
도9는 복수의 인발 가공된 제1 피복체(45)를 제2 피복체(50) 내에 조립하는 것을 도시한 등각도이다.
도9a는 도9의 확대 단부도이다. 본 예에서, 제2 피복체(50)는 외경(50D) 및 내경(50d)을 갖는 예비 형성 튜브(53)로서 도시되어 있다. 또한, 제2 피복체(50)는 복수의 인발 가공된 제1 피복체(45)의 조립체 주위에 형성될 수 있다. 제2 피복체(50)는 선택된 금속 합금 와이어(20)와 함께 사용하기에 적합한 제2 피복 재료(60)로부터 형성된다. 또한, 제2 피복 재료(60)는 선택된 제1 피복 재료(30)와 함께 사용하기에 적합한 재료로 제조된다. 일 예에서, 제2 피복 재료(60)는 저 탄소강, 구리, 순수 니켈 및 Monel 400 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 상기 그룹의 재료들이 제2 피복 재료(60)에 유용하다는 것이 알려졌지만, 본 발명의 공정(10)은 제2 피복 재료(60)를 위한 다양한 다른 형태의 재료와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
도1은 그 외경(50D)을 감소시키기 위하여 제2 피복체(50)를 인발 가공하는공정 단계(16)를 설명한다. 제2 인발 공정(16)은 인발 가공된 제2 피복체(65)를 제공하기 위하여 인발 가공된 제1 피복체(45)의 직경(45D) 및 제2 피복체(50) 내의 금속 합금 와이어(20)을 감소시킨다.
도10은 인발 가공된 제2 피복제(65)를 제공하기 위하여 제2 인발 공정(16) 후의 도9의 제2 피복체(50)의 등각도이다. 인발 가공된 제2 피복체(65)는 외경(65D)를 형성한다. 금속 합금 와이어(20)의 외경(20D)는 제2 인발 공정(16) 중에 상응하게 감소된다. 제2 피복체(50)의 인발 가공은 복수의 금속 합금 와이어(20)를 복수의 미세 금속 합금 섬유(70)로 변형시킨다.
도10a는 도10의 확대 단부도이다. 바람직하게는, 제2 인발 공정(16)은 제2 피복체(50)을 연속적으로 인발 가공한 후 제2 피복체(50)를 연속 담금질한다. 본 발명의 바람직한 형태에서, 제2 피복체(50)의 담금질은 앞서 설명한 것처럼 환원 분위기와 같은 특정 분위기 내에서 일어난다.
도1은 제1 및 제2 피복 재료(30,60)를 복수의 미세 금속 합금 섬유(70)로부터 제거하는 공정 단계(17)를 설명한다. 바람직하게는, 제1 및 제2 피복 재료(30,60)은 화학적 또는 전기화학적 공정에 의해 복수의 미세 금속 합금 섬유(70)로부터 제거된다.
도11은 제1 및 제2 피복(30,60)의 제거를 도시한 도10에 유사한 등각도이다. 제1 및 제2 피복(30,60)의 제거는 복수의 미세 금속 합금 섬유(70)를 제공한다. 복수의 미세 금속 합금 섬유(70)로부터 제1 및 제2 피복 재료(30,60)를 제거하는 공정 단계(17)는 제1 및 제2 피복 재료(30,60)을 화학적으로 제거하기 위하여 제1및 제2 인발 가공된 피복체(45,65)를 거르는 것(leaching)을 포함할 수 있다.
도11a는 도11의 확대 단부도이다. 복수의 미세 금속 합금 섬유(70)는 수천 개의 개개의 금속 합금 섬유(70)들을 수용할 수도 있다. 각각의 미세 금속 합금 섬유(70)는 10 마이크로미터보다 작은 직경을 가질 수도 있다.
도12는 본 발명의 미세 금속 합금 섬유를 제조하기 위한 개선된 공정(110)의 제2 실시예의 블록 다이아그램이다. 개선된 공정(110)의 제2 실시예는 단일 미세 금속 합금 섬유를 제조하는 것을 참고하여 설명한다. 그러나, 제2 개선된 공정(110)은 도1 내지 도11에서 도시된 제1 공정(10)과 유사한 방식을 복수의 미세 금속 합금 섬유를 생산하도록 변경될 수도 있다는 것을 이해할 수 있다.
도12의 개선된 공정(110)은 금속 합금(120) 및 피복 재료(130)를 사용한다. 금속 합금(120)은 제1 합금 성분(A)과 제2 합금 성분(B)으로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다.
도13은 도12에서 인용된 금속 합금 와이어(120)의 등각도이고 도13a는 도13의 단부도이다. 금속 합금 와이어(120)는 제1 단부(121)와 제2 단부(122) 사이에서 연장되고 외경(120D)를 형성한다. 금속 합금(20)은 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)으로부터 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 금속 합금(120)은 표1에 나타낸 것처럼 어떤 수의 성분들도 가질 수 있다는 것이 인정될 수 있다.
도14는 도12에서 인용된 피복 재료(130)를 도시한 등각도이다. 피복 재료(130)는 제1 및 제2 단부(131,132) 사이에서 연장되고 외경(130D) 및 내경(130d)을 갖는 예비 형성 튜브(133)로서 도시되어 있다.
도14a는 도14의 확대 단부도이다. 피복 재료(130)의 예비 형성 튜브(133)의 내경(130d)은 앞서 설명한 것처럼 금속 합금 와이어(120)의 외경(120D)을 활주 가능하게 수납하도록 치수 설정된다.
피복 재료(130)은 선택된 금속 합금(120)에 적합한 재료로 제조된다. 피복 재료(130)는 제1 합금 성분(A)과 제2 합금 성분(B) 중 하나로부터 형성된다. 본 발명의 특정 예에서, 피복 재료(130)는 제1 합금 성분(A)으로부터 형성된 것으로 도시되어 있다.
도12는 금속 합금 와이어(120)를 피복 재료(130)로 피복하는 공정 단계(111)를 도시한다. 금속 합금 와이어(120)는 피복 재료(130)의 예비 형성 튜브(133)로 삽입된다.
도15는 금속 합금 와이어(120)를 둘러 싼 피복 재료(130)를 도시한 도14와 유사한 등각도이다. 피복 재료(130)의 예비 형성 튜브(133)의 내경(130d)은 금속 합금 와이어(120)의 외경(120D)을 활주 가능하게 수납한다. 피복 재료(130)의 제1 단부(131)는 금속 합금 와이어(120)의 제1 단부(121) 위에 놓인다.
도15a는 도15의 확대 단부도이다. 바람직하게는, 피복 재료(130)는 지금까지 설명한 것처럼 비활성 기체의 존재 하에서 금속 합금 와이어(120) 주위에 밀착된다. 피복 재료(130)는 감소된 외경(130D')을 가지도록 금속 합금 와이어(120) 상으로 밀착된다. 피복 재료(130)가 금속 합금 와이어(120)에 밀착된 후, 조합체는 외경(140D)를 갖는 피복체(140)을 형성한다.
도12는 외경(145D)을 갖는 인발 가공된 피복체(145)를 제공하기 위하여 그외경(140D)을 감소시키고 피복체(140) 내의 금속 합금 와이어(120)의 직경(120D')을 감소시키기 위하여 피복체(140)를 인발 가공하는 공정 단계(112)를 도시한다.
도12는 인발 가공된 피복체(140)을 담금질하는 공정 단계(113)을 도시한다. 바람직하게는, 도12의 인발 공정(112) 및 담금질 공정(113)은 피복체(145)의 연속적인 인발 가공 및 연속적인 담금질을 포함하도록 상호 연관된다. 담금질 공정(113)의 시간 및 온도는 금속 합금 와이어(120)로의 피복 재료의 확산을 제어하도록 설정된다.
바람직하게는, 피복체(145)의 담금질은 환원 분위기와 같은 특정 분위기 내에서 일어난다. 본 발명을 실시하는 최선의 실시예에서, 피복체(145)는 환원 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도까지 급속히 가열된다.
본 발명의 일 예에서, 수소 기체 및 질소 기체의 혼합이 피복체(14)의 담금질 중에 환원 분위기로서 사용된다. 피복체(145)는 종래의 노에 의해 급속하게 가열될 수 있고 또는 적외선 가열 또는 유도 가열에 의해 급속히 가열될 수 있다.
바람직하게는, 담금질된 피복체(145)는 열도전성 유체 내에서 급속히 냉각된다. 피복체(145)는 고 열도전성 유체 내에서 담금질된 피복체(145)를 식힘으로써 급속히 냉각될 수 있다. 고 열도전성 유체는 물 또는 기름과 같은 액체이거나 수소 기체와 같은 고 열도전성 기체일 수 있다. 일 예에서, 열도전성 기체는 피복체(140)를 급속히 냉각하기 위하여 이십 퍼센트(20%) 내지 백 퍼센트(100%) 수소를 포함한다.
도16은 인발 가공된 피복체(145)를 제공하는 인발 공정(112) 및 담금질 공정(113) 후의 도15의 피복체(145)의 등각도이다. 인발 가공된 피복체(145)는 외경(145D)를 형성한다. 금속 합금 와이어(120)의 외경(120D)은 인발 공정에서 상응하게 감소된다. 피복체(145)의 인발 가공은 금속 합금 와이어(120)를 미세 금속 합금 섬유(170)로 변형시킨다.
도12는 미세 금속 합금 섬유(170)로부터 피복 재료(130)를 제거하는 공정 단계(114)를 설명한다. 바람직하게는, 피복 재료(130)는 화학적 또는 전기화학적 공정에 의하여 미세 금속 합금 섬유(170)로부터 제거된다.
도17은 미세 금속 합금 섬유(170)를 제공하기 위한 피복 재료(130)의 제거를 도시한 도16과 유사한 등각도이다. 미세 금속 합금 섬유(170)로부터 피복 재료(130)를 제거하는 공정 단계(114)는 피복 재료(130)를 화학적으로 제거하기 위하여 인발 가공된 피복체(145)를 거르는 단계를 포함할 수 있다.
도17a는 미세 금속 합금 섬유(170)의 단면을 도시한 도17의 확대 단부도이다. 피복 재료(130)의 일부는 담금질 공정 중에 금속 합금 섬유(170) 내로 확산되었다. 확산된 피복 재료(130)는 미세 금속 합금 섬유(170)의 외주(190)에서 피복 재료(130)의 강화된 농도(180)를 제공한다.
도12는 미세 금속 합금 섬유(170)를 가공하는 공정 단계(115)를 설명한다. 미세 금속 합금 섬유(170)는 넓은 다양한 의도 및 목적을 위해 사용될 수 있다. 본 발명은 미세 금속 합금 섬유(170)의 의도된 용도에 의해 제한되지 않는다는 것이 당해 기술 분야의 숙련자에게는 인정될 수 있다.
일 예에서, 미세 금속 합금 섬유(170)은 높은 온도 및/또는 높은 부식성 제품들에 대한 섬유 토우(tow)를 제조하는데 사용될 수 있다. 다른 예에서, 미세 금속 합금 섬유(170)는 미국 특허 제4,126,566호에서 설명된 것처럼 금속 필터를 제조하는데 사용될 수 있다. 또다른 예에서, 미세 금속 합금 섬유(170)는 촉매 수용체를 제조하는데 사용될 수 있다.
도18은 미세 금속 합금 섬유(170)의 외주(190)에서 확산된 피복 재료(130)의 강화된 농도(180)를 도시한 도17a의 확대도이다. 피복체(140)의 담금질 중에, 피복 재료(130)의 일부는 미세 금속 합금 섬유(170)의 외주(190)로 이주 또는 확산되었다.
피복 재료(130)의 제1 합금 성분(A)의 일부는 미세 금속 합금 섬유(170)의 외주(190)로 이주 또는 확산되었다. 피복 재료(130)의 제1 합금 성분(A)의 이주 또는 확산은 미세 금속 합금 섬유(170)의 중앙 구역(195)에서 제1 합금 성분(A)과 제2 합금 성분(B)의 양에 대해 제1 합금 성분(A)의 초과를 낳는다.
도12는 미세 금속 합금 섬유(170)를 가열하는 공정 단계(116)를 설명한다. 미세 금속 합금 섬유(170)를 가열하는 공정 단계(116)는 미세 금속 합금 섬유(170)를 가공하는 공정 단계(115)와 함께 동시에 착수될 수도 있다. 예를 들면, 미세 금속 합금 섬유(170)를 가열하는 공정 단계(116)는 미세 금속 합금 섬유(170)의 매트릭스의 소결과 함께 동시에 착수될 수 있다. 또한, 미세 금속 합금 섬유(170)를 가열하는 공정 단계(116)는 미세 금속 합금 섬유(170)를 가공하는 공정 단계(115)와는 독립적으로 착수될 수도 있다.
미세 금속 합금 섬유(170)는 실질적으로 균일한 미세 금속 합금 섬유(170)를 제공하기 위하여 최소한도로 확산된 피복 재료(130)를 금속 합금 섬유(170)으로 더 확산시키기에 충분한 온도까지 가열된다. 미세 금속 합금 섬유(170)의 외주(190)에서 피복 재료(130)의 제1 합금 성분(A)의 초과는 미세 금속 합금 섬유(170)의 중앙 구역(195)으로 이주 또는 확산한다. 미세 금속 합금 섬유(170)의 외주(190)로부터 중앙 구역(195)으로의 제1 합금 성분(A)의 초과의 추가적인 이주 또는 확산은 미세 금속 합금 섬유(170)를 통하여 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)의 실질적으로 균일한 농도를 낳는다.
바람직하게는, 미세 금속 합금 섬유(170)는 2100 ℉ (1148.89 ℃)를 넘는 온도까지 가열된다. 미세 금속 합금 섬유(170)는 실질적으로 균일한 미세 금속 합금 섬유(170)를 제공하기 위하여 확산된 피복 재료(140)를 금속 합금 섬유(170)로 더 확산시키기에 충분한 기간 동안 2100 ℉ (1148.89 ℃)를 넘는 온도까지 가열된다.
도19는 미세 금속 합금 섬유(170)를 통하여 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)의 균일한 농도를 도시한 도18의 유사한 도면이다. 외주(190)으로부터의 제1 합금 성분(A)의 초과는 실질적으로 균일한 미세 금속 합금 섬유(170)를 제공하기 위하여 미세 금속 합금 섬유(170)의 중앙 구역(195)으로 이주되었다.
도20은 도18의 미세 금속 합금 섬유(170)의 외주(190)에서 확산된 피복 재료의 강화된 농도를 도시한 에너지 분산 엑스레이 스펙트럼의 사진이다. 사진에서 점들은 미세 금속 합금 섬유(170)의 외주(190)에서 제1 합금 성분(A)의 농도를 표시한다.
도21은 도19의 미세 금속 합금 섬유 내에 확산된 피복 재료의 균일한 농도를 도시한 에너지 분산 엑스레이 스펙트럼의 사진이다. 사진에서 점들은 미세 금속 합금 섬유(170)를 통하여 제1 합금 성분(A)의 균일한 농도를 표시한다.
도22는 본 발명의 미세 금속 합금 섬유를 제조하기 위한 개선된 공정(210)의 제3 실시예의 블록 다이아그램이다. 개선된 공정(210)의 제3 실시예는 단일 금속 합금 섬유를 제조하는 것을 참고하여 설명한다. 제3 공정(210)은 도1 내지 도11에서 도시된 제1 공정(10)과 유사한 방식으로 복수의 미세 금속 합금 섬유를 생산하도록 변경될 수도 있다는 것을 알 수 있다.
도22의 개선된 공정(210)은 금속 합금 와이어(220) 및 피복 재료(230)을 사용한다. 금속 합금 와이어(220)는 제1 합금 성분(A)과 제2 합금 성분(B)으로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다.
도23은 도22에서 인용된 금속 합금의 등각도이고 도23a는 도23의 단부도이다. 금속 합금 와이어(220)은 제1 단부(221) 및 제2 단부(222) 사이에서 연장되고 외경(220D)를 형성한다. 금속 합금(220)은 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)으로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다.
도22는 금속 합금 와이어(220)를 피복 재료(230)로 피복하는 공정 단계(211)를 설명한다. 피복 재료(230)는 금속 합금 와이어(220) 주위에 형성된다.
도24는 도22에서 인용된 피복 재료(230)를 도시한 등각도이다. 피복 재료(230)는 금속 합금 와이어(220)의 외경(220D) 주위에 형성되는 것으로 도시되어 있다.
도24a는 도24의 확대 단부도이다. 피복 재료(230)의 내경(230d)은 피복 재료(230)와 금속 합금 와이어(220)의 외경(220D) 사이에 밀접한 접촉부를 제공하기 위하여 금속 합금 와이어(220)의 외경(220D)에 대해 절곡된다.
피복 재료(230)는 선택된 금속 합금(220)에 적합한 재료로 제조된다. 피복 재료(230)는 제3 합금 성분(C)으로부터 형성된다. 제3 합금 성분(C)은 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)과 상이하다.
도25는 금속 합금 와이어(220)를 둘러 싼 피복 재료(230)를 도시한 도24에 유사한 등각도이고 도25a는 도25의 확대 단부도이다. 피복 재료(230)는 비활성 기체의 존재 하에서 금속 합금 와이어(220) 주위에 밀착된다. 피복 재료(230)는 외경(240D)를 갖는 피복체(240)를 형성하기 위하여 감소된 외경(230D')을 가지도록 금속 합금 와이어(220) 상으로 밀착된다.
도22는 외경(245D)을 갖는 인발 가공된 피복제(245)를 제공하기 위하여 그 외경(240D)를 감소시키고 피복체(240) 내의 금속 합금 와이어(220)의 직경(220D')을 감소시키기 위하여 피복체(240)을 인발 가공하는 공정 단계(212)를 설명한다.
도22는 인발 가공된 피복체(245)를 담금질하는 공정 단계(213)를 설명한다. 바람직하게는, 도22의 인발 공정(212) 및 담금질 공정(213)은 피복체(245)의 연속적인 인발 가공 및 연속적인 담금질을 포함하도록 상호 연관된다. 담금질 공정(213)의 시간 및 온도는 금속 합금 와이어(220)로의 피복 재료(230)의 확산을 제어하도록 설정된다. 바람직하게는, 피복제(240)의 담금질은 앞서 설명한 것처럼 환원 분위기와 같은 특정 분위기 내에서 일어난다.
도26은 인발 가공된 피복체(245)를 제공하기 위하여 인발 공정(212) 및 담금질 공정(213) 후의 도25의 인발 가공된 피복체(245)의 등각도이다. 인발 가공된 피복체(245)는 외경(245D)을 한정한다. 금속 합금 와이어(220)의 외경(220D)은 인발 공정에서 상응하게 감소된다. 피복체(240)의 인발 가공은 금속 합금 와이어(220)를 미세 금속 합금 섬유(270)로 변형시킨다.
도22는 미세 금속 합금 섬유(270)로부터 피복 재료(230)를 제거하는 공정 단계(214)를 설명한다. 바람직하게는, 피복 재료(230)는 화학적 또는 전기화학적 공정에 의해 미세 금속 합금 섬유(270)로부터 제거된다.
도27은 미세 금속 합금 섬유(270)를 제공하기 위하여 피복 재료(230)의 제거를 도시한 도26에 유사한 등각도이다. 미세 금속 합금 섬유(270)로부터 피복 재료(230)를 제거하는 공정 단계(214)는 피복 재료(230)를 화학적으로 제거하기 위하여 인발 가공된 피복체(245)를 거르는 단계를 포함할 수 있다.
도27a는 미세 금속 합금 섬유(270)의 단면을 도시한 도27의 확대 단부도이다. 피복 재료(230)의 일부는 담금질 공정(213) 중에 금속 합금 섬유(270)로 확산되었다. 확산된 피복 재료(230)는 농도(280)는 미세 금속 합금 섬유(270)의 외주(290)에 위치된다.
도28은 미세 금속 합금 섬유(270)의 외주(290)에서 확산된 피복 재료(230)의 농도(280)를 도시한 도27a의 확대도이다. 피복체(245)의 담금질 중에, 피복 재료(230)의 일부는 미세 금속 합금 섬유(270)의 외주(290)로 이주 또는 확산되었다.
피복 재료(230)의 제3 합금 성분(C)의 일부는 미세 금속 합금 섬유(270)의 외주(290)로 이주 또는 확산되었다. 제3 합금 성분(C)는 미세 금속 합금 섬유(270)의 중앙 구역(295)에 있는 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)과 상이하다.
도22는 미세 금속 합금 섬유(270)를 가열하는 공정 단계(215)를 설명한다. 미세 금속 합금 섬유(270)는 새로운 합금으로부터 형성된 미세 금속 합금 섬유(270)를 제공하기 위하여 확산된 피복 재료(230)를 금속 합금 섬유(270)로 더 확산시키기에 충분한 온도까지 가열된다. 새로운 합금은 미세 금속 합금 섬유(270)의 제1 합금 성분(A)과 제2 합금 성분(B) 및 피복 재료(230)의 제3 합금 성분(C)으로부터 형성된다. 바람직하게는, 미세 금속 합금 섬유(270)는 2100 ℉ (1148.89 ℃)를 넘는 온도까지 가열된다. 미세 금속 합금 섬유(270)는 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)을 통하여 제3 합금 성분(C)을 확산시키기에 충분한 기간 동안 2100 ℉ (1148.89 ℃)를 넘는 온도에서 가열될 수도 있다. 또한, 미세 금속 합금 섬유(270)는 제3 합금 성분(C)을 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)으로 단지 부분적으로 확산시키기에 충분한 기간 동안 2100 ℉ (1148.89 ℃)를 넘는 온도에서 가열될 수도 있다.
도29는 제1 합금 성분(A), 제2 합금 성분(B) 및 제3 합금 성분(C)으로부터 형성된 새로운 합금을 도시한 도28의 유사한 도면이다. 제3 합금 성분(C)은 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)을 통하여 전체적으로 균일하게 확산되었다.
도30은 본 발명의 미세 금속 합금 섬유를 제조하는 개선된 공정(310)의 제4실시예의 블록 다이아그램이다. 개선된 공정(310)의 제3 실시예는 단일 금속 합금 섬유를 제조하는 것을 참고하여 설명한다. 제3 공정(310)은 도1 내지 도11에서 도시된 제1 공정(10)과 유사한 방식으로 복수의 미세 금속 합금 섬유를 생산하도록 변경될 수도 있다는 것을 할 수 있다.
도30의 개선된 공정(310)은 금속 합금(320)과 피복 재료(330)을 사용한다. 금속 합금(320)은 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)으로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다.
도31은 도30에서 인용된 금속 합금 와이어(320)의 등각도이고 도31a는 도31의 단부도이다. 금속 합금 와이어(320)는 제1 단부(321)와 제2 단부(322) 사이에서 연장되고 외경(320D)를 형성한다. 금속 합금(320)은 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)으로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다.
도30은 금속 합금 와이어(320)를 피복 재료(330)로 피복하는 공정 단계(311)를 설명한다. 피복 재료(230)는 금속 합금 와이어(320) 상으로 전기 도금된다.
도32는 도30에서 인용된 피복 재료(330)를 도시한 등각도이다. 피복 재료(330)는 금속 합금 와이어(320)의 외경(320D) 상에 전기 도금되는 것으로 도시되어 있다.
도32a는 도32의 확대 단부도이다. 피복 재료(230)의 내경(330d)는 금속 합금 와이어(320)의 외경(320D)과 밀접한 접촉부를 제공한다. 피복 재료(330)는 선택된 금속 합금(320)에 적합한 재료로 제조된다. 피복 재료(340)는 제4 성분(D)으로부터 형성된다. 제4 성분(D)은 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)과 상이하다. 제4 성분(D)은 합금 재료 또는 비합금 재료일 수 있다.
도30은 외경(245D)을 갖는 인발 가공된 피복체(245)를 제공하기 위하여 그 외경(340D)을 감소시키고 피복체(340D) 내의 금속 합금 와이어(220)의 직경(320D)을 감소시키도록 피복체(340)을 인발 가공하는 공정 단계(312)를 설명한다.
도30은 인발 가공된 피복체(345)를 담금질하는 공정 단계(313)를 설명한다. 바람직하게 도30의 인발 공정(312) 및 담금질 공정(313)은 피복체(345)의 연속적인 인발 가공 및 연속적인 담금질을 포함하도록 상호 연관된다. 담금질 공정(313)의 시간 및 온도는 금속 합금 와이어(320)로의 피복 재료(3330)의 확산을 제어하도록 설정된다. 바람직하게는, 피복체(340)의 담금질은 앞서 설명한 것처럼 환원 분위기와 같은 특정 분위기 내에서 일어난다.
도33은 인발 가공된 피복체(345)를 제공하기 위하여 인발 공정(312) 및 담금질 공정(313) 후의 도32의 인발 가공된 피복체(345)의 등각도이다. 인발 가공된 피복제(345)는 외경(345D)을 형성한다. 피복체(345)의 인발 가공은 금속 합금 와이어(320)를 미세 금속 합금 섬유(370)로 변형시킨다.
도30은 미세 금속 합금 섬유(370)로부터 피복 재료(330)를 제거하는 공정 단계(314)를 설명한다. 바람직하게는, 피복 재료(330)는 화학적 또는 전기 화학적 공정에 의하여 미세 금속 합금 섬유(370)으로부터 제거된다.
도34는 미세 금속 합금 섬유(370)를 제공하기 위하여 피복 재료(330)의 제거를 도시한 도33에 유사한 등각도이다.
도34a는 미세 금속 합금 섬유(370)의 단면을 도시한 도34의 확대 단부도이다. 피복 재료(330)의 일부는 담금질 공정(213) 중에 금속 합금 섬유(370)으로 확산되었다. 확산된 피복 재료(330)의 농도(380)는 미세 금속 합금 섬유(370)의 외주(390)에 위치된다.
도35는 미세 금속 합금 섬유(370)의 외주(390)에서 확산된 피복 재료(330)의 농도(380)를 도시한 도34a의 확대도이다. 피복체(345)의 담금질 중에, 피복 재료(330)의 일부는 미세 금속 합금 섬유(370)의 외주(390)로 이주 또는 확산된다.
피복 재료(330)의 제4 성분(D)의 일부는 미세 금속 합금 섬유(370)의 외주(390)로 이주 또는 확산되었다. 제4 성분(D)은 미세 금속 합금 섬유(370)의 중앙 구역(295)에 있는 제1 합금 성분(A) 및 제2 합금 성분(B)과 상이하다.
제4 성분(D)은 피복 재료(330)의 특성에 따른 표면 특성들을 갖는 미세 금속 합금 섬유(370)를 제공하는 미세 금속 합금 섬유(370)의 외주(390) 상에 위치한다. 미세 금속 합금 섬유(370)의 표면 특성들은 제4 성분(D)의 특성에 따른다.
아래의 예Ⅰ 내지 예Ⅴ는 본 발명의 공정들을 위한 세부 파라미터를 제시한다. 예Ⅰ 내지 예Ⅴ는 다른 공정들을 제공하기 위하여 변형될 수도 있고 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 것이 당해 분야의 숙련자에게 인정될 것이다.
예 Ⅰ
피복체 담금질
목적:본래 구성을 유지하기 위한 합금 섬유의 일반적 담금질
공정:담금질되는 합금의 녹는점의 온도 0.8
초 내지 분으로 측정된 담금질 동안의 표면 확산 시간
결과:합금 섬유로의 피복의 최소 확산으로 담금질된 합금 섬유
예 Ⅱ
확산
목적:피복을 합금 섬유로 확산시키기 위한 합금 섬유의 일반적 소결
공정:합금의 녹는점의 온도 0.90 내지 0.95
시간으로 측정된 소결 동안의 체적 확산 시간
결과:완전히 확산된 피복 재료
예 Ⅲ
개선된 합금 HAYNES C-2000
목적:니켈(Ni) 59 % , 크롬(Cr) 23 %, 몰리브덴(Mo) 16 %,
구리(Cu) 1.6 % 의 최종 구성을 제조하는 것
공정:니켈(Ni) 59 % - 크롬(Cr) 23 % - 몰리브덴(Mo) 16 % 의 구성을 갖는 금속 합금 와이어는 피복체를 형성하기 위하여 구리 피복 재료로 피복된다. 피복체는 중간 담금질을 사용하여 인발 가공된다. 구리 피복 재료의 초과는 섬유의 외주면 상에 확산된다. 가열 공정 후 구리는 섬유의 중앙 구역으로 확산한다.
예 Ⅳ
개선된 표면층
목적:섬유의 구성과 상이한 특성을 갖는 표면층을 제조하는 것
공정:니켈 봉은 구리 피복 재료로 도포 또는 피복된다. 니켈 - 구리 합금의 얇은 확산층은 인발 및 담금질 공정 중에 형성된다.
결과:플루오르/플루오르화물를 함유한 환원 환경에로의 노출을견뎌내도록 Monel 타입의 합금(예를 들면 Monel 400)의 구성과 어울리도록 설계된다.
예 Ⅴ
개선된 표면층
목적:촉매 공정 또는 보석 제품을 위한 고가의 금속의 표면층을 갖는 섬유를 제조하는 것
공정:백금과 같은 고가의 금속에 의해 저 비용의 금속이 도포된다.
인발 및 담금질 공정 중에 백금 합금의 얇은 확산층이 형성된다.
결과:저 비용 기판 상에 고가의 금속층
본 발명은 금속 합금으로부터 제조된 미세 섬유 및 금속 합금으로부터 상기 섬유를 형성하는 새로운 공정을 제공한다. 상기 공정은 금속 합금으로부터 섬유를형성할 수 있는데, 여기서 미세 금속 합금 섬유는 10 미크론보다 작은 직경을 가진다. 상기 공정은 고품질의 미세 금속 합금 섬유를 경제적 비용에서 상업적 수량으로 형성할 수 있다.
본 개시 내용은 앞에서의 설명은 물론 첨부된 청구범위에 수용된 것을 포함한다. 본 발명은 어느 정도의 구체성을 갖는 그 바람직한 형태로 설명되었지만, 바람직한 형태의 본 개시 내용은 단지 예시로서 제시된 것이고 수많은 세부 구조의 변경 및 부분들의 조합 및 배열이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고서도 이루어질 수 있다는 것이 이해된다.

Claims (41)

  1. 금속 합금 와이어를 피복 재료로 외장하는 단계와,
    피복체를 제공하기 위하여 비활성 분위기 하에서 상기 금속 합금 와이어 주위에 상기 피복 재료를 밀착시키는 단계와,
    상기 금속 합금 와이어로부터 미세 금속 합금 섬유를 제공하도록 피복체의 외경 및 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 상기 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    상기 미세 금속 합금 섬유로부터 상기 피복 재료를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계는 상기 금속 합금 와이어를 상기 피복 재료의 예비 형성 튜브 내로 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계는 상기 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어 주위에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어에 밀착시키는 단계는 상기 피복 재료와 상기 금속 합금 와이어 사이에 위치된 비활성 기체의 존재 하에서 상기 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피복 재료를 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 단계는 상기 피복 재료를 금속 합금 와이어의 제1 단부에 밀봉하는 단계와,
    비활성 기체를 상기 금속 합금 와이어의 제2 단부로부터 상기 피복 재료와 상기 금속 합금 와이어 사이로 도입하는 단계와,
    상기 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어의 제1 단부로부터 상기 금속 합금 와이어의 제2 단부에 이르는 상기 금속 합금 와이어 상으로 밀착시키기 위한 리듀싱 다이를 통하여 상기 피복 재료 및 상기 금속 합금 와이어를 인발 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  6. 제1항에 있어서, 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 피복체를 연속적으로 인발 가공하고 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  7. 제1항에 있어서, 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 피복체를 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  8. 제1항에 있어서, 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 피복체를 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계와,
    상기 피복체를 담금질 공정 후 열도전성 유체에서 급속히 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  9. 제1항에 있어서, 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 피복체를 비활성 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  10. 제1항에 있어서, 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 피복체를 환원 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  11. 금속 합금 와이어를 제1 피복 재료로 외장하는 단계와,
    제1 피복체를 제공하기 위하여 비활성 분위기 하에서 상기 제1 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 단계와,
    인발 가공된 제1 피복체를 제공하도록 제1 피복체의 외경 및 제1 피복체 내의 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 상기 제1 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    제2 피복체를 형성하기 위하여 복수의 인발 가공된 제1 피복체를 제2 피복 재료 내로 조립하는 단계와,
    제2 피복체의 직경을 감소시키고 상기 복수의 금속 합금 와이어로부터 복수의 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    상기 복수의 미세 금속 합금 섬유로부터 상기 제1 및 제2 피복 재료들을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  12. 제11항에 있어서, 제2 피복체를 형성하기 위하여 복수의 인발 가공된 제1 피복체를 제2 피복 재료 내로 피복하는 단계는 복수의 인발 가공된 제1 피복체를 예비 형성된 제2 피복 재료 내로 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  13. 제11항에 있어서, 제2 피복체를 형성하기 위하여 복수의 인발 가공된 제1 피복체를 제2 피복 재료 내로 피복하는 단계는 상기 제2 피복 재료를 상기 복수의 인발 가공된 제1 피복체 주위에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 제2 피복체를 연속적으로 인발 가공하고 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 제2 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 제2 피복체를 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 제2 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 제2 피복체를 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계와,
    상기 제2 피복체를 담금질 공정 후 열도전성 유체에서 급속히 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 제2 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 제2 피복체를 특정 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 제2 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 제2 피복체를 비활성 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 제2 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 제2 피복체를 환원 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  20. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피복체를 제거하는 단계는 상기 제1 및 제2 피복체를 화학적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  21. 제1 및 제2 합금 성분으로부터 형성된 금속 합금 와이어를 제공하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 합금 성분 중 하나로부터 형성된 피복 재료를 제공하는 단계와,
    피복체를 제공하기 위하여 상기 금속 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계와,
    상기 금속 합금 와이어로부터 형성된 미세 금속 합금 섬유를 갖는 인발 가공된 피복체를 제공하도록 피복체의 외경 및 상기 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 상기 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    상기 미세 금속 합금 섬유 내로의 상기 피복 재료의 최소 확산으로 상기 인발 가공된 피복체를 담금질하기에 충분한 온도까지 상기 인발 가공된 피복체를 가열하는 단계와,
    상기 미세 금속 합금 섬유로부터 상기 피복 재료를 제거하는 단계와,
    실질적으로 균일한 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 최소 확산된 피복 재료를 상기 금속 합금 섬유 내로 더 확산시키기에 충분한 온도까지 상기 미세 금속 합금 섬유를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속합금 섬유의 제조 공정.
  22. 제1항에 있어서, 상기 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계는 상기 금속 합금 와이어와 상기 피복 재료 사이에 위치된 비활성 기체의 존재 하에서 상기 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  23. 제21항에 있어서, 상기 피복재료를 상기 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 단계는 상기 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어의 제1 단부에 밀봉하는 단계와,
    비활성 기체를 상기 금속 합금 와이어의 제2 단부로부터 상기 금속 합금 와이어와 상기 피복 재료 사이로 도입하는 단계와,
    상기 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어의 제1 단부로부터 상기 금속 합금 와이어의 제2 단부에 이르는 상기 금속 합금 와이어 상으로 단단히 조이기 위한 리듀싱 다이를 통하여 상기 피복 재료 및 상기 금속 합금 와이어를 인발 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  24. 제21항에 있어서, 상기 피복체를 가열하는 단계는 상기 피복체를 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  25. 제21항에 있어서, 상기 피복체를 가열하는 단계는 상기 피복체를 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 담금질하는 단계와,
    상기 피복체를 상기 담금질 공정 후 열도전성 유체 내에서 급속히 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  26. 제21항에 있어서, 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 피복체를 비활성 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  27. 제21항에 있어서, 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 피복체를 환원 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  28. 제21항에 있어서, 상기 미세 금속 합금 섬유를 가열하는 단계는 실질적으로 균일한 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 최소 확산된 피복 재료를 상기 금속 합금 섬유 내로 확산시키기에 충분한 기간 동안 2100 ℉ (1148.89 ℃)를 넘는 온도까지 상기 미세 금속 합금 섬유를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  29. 제21항에 있어서,상기 피복체를 제거하는 단계는 상기 미세 금속 합금 섬유로부터 상기 피복 재료를 화학적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  30. 제1 및 제2 합금 성분으로부터 형성된 금속 합금 와이어를 제공하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 합금 성분 중 하나로부터 형성된 제1 피복 재료를 제공하는 단계와,
    상기 금속 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계와,
    제1 피복체를 제공하기 위하여 비활성 분위기 하에서 상기 제1 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 단계와,
    인발 가공된 제1 피복체를 제공하도록 제1 피복체의 외경 및 제1 피복체 내의 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 상기 제1 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    상기 금속 합금 와이어 내로의 상기 제1 피복 재료의 최소 확산으로 상기 인발 가공된 제1 피복체를 담금질하기에 충분한 온도까지 상기 인발 가공된 제1 피복체를 가열하는 단계와,
    제2 피복체를 형성하기 위하여 복수의 인발 가공된 제1 피복체를 제2 피복 재료 내로 조립하는 단계와,
    제2 피복체의 직경을 감소시키기 위하여, 또한, 상기 복수의 금속 합금 와이어로부터 복수의 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    상기 복수의 미세 금속 합금 섬유로부터 상기 제1 및 제2 피복 재료들을 제거하는 단계와,
    실질적으로 균일한 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 최소 확산된 제1 피복 재료를 상기 금속 합금 섬유 내로 더 확산시키기에 충분한 온도까지 상기 복수의 미세 금속 합금 섬유를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  31. 제1 및 제2 합금 성분으로부터 형성된 금속 합금 와이어를 제공하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 합금 성분과는 상이한 재료로부터 형성된 피복 재료를 제공하는 단계와,
    피복체를 제공하기 위하여 상기 금속 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계와,
    상기 금속 합금 와이어로부터 형성된 미세 금속 합금 섬유를 갖는 인발 가공된 피복체를 제공하도록 피복체의 외경 및 상기 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 상기 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    상기 피복 재료를 상기 금속 합금 섬유로 확산시키고 상기 인발 가공된 피복체를 담금질하기에 충분한 온도까지 상기 인발 가공된 피복체를 가열하는 단계와,
    상기 미세 금속 합금 섬유로부터 상기 피복 재료를 제거하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 합금 성분 및 상기 확산된 피복 재료를 포함하는 새로운 합금으로부터 형성된 섬유를 제공하기 위하여 상기 확산된 피복 재료를 상기 금속 합금 섬유 내로 더 확산시키기에 충분한 온도까지 상기 미세 금속 합금 섬유를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  32. 제31항에 있어서, 상기 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계는 상기 금속 합금 와이어와 상기 피복 재료 사이에 위치된 비활성 기체의 존재 하에서 상기 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어를 주위에 밀착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  33. 제31항에 있어서, 상기 피복체를 가열하는 단계는 상기 피복체를 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  34. 제31항에 있어서, 상기 피복체를 가열하는 단계는 상기 피복체를 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 담금질하는 단계와,
    상기 피복체를 상기 담금질 공정 후 열도전성 유체 내에서 급속히 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  35. 제31항에 있어서, 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 피복체를 비활성 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  36. 제31항에 있어서, 상기 피복체를 인발 가공하는 단계는 상기 피복체를 연속적으로 인발 가공하는 단계와,
    상기 피복체를 환원 분위기 내에서 1650 ℉ 내지 2050 ℉ (898.89 ℃ 내지 1121.11 ℃) 사이의 온도에서 연속적으로 담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  37. 제31항에 있어서, 상기 미세 금속 합금 섬유를 가열하는 단계는 실질적으로 균일한 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 피복 재료를 상기 금속 합금 섬유 내로 확산시키기에 충분한 기간 동안 2100 ℉ (1148.89 ℃)를 넘는 온도까지 상기 미세 금속 합금 섬유를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  38. 제31항에 있어서, 상기 피복체를 제거하는 단계는 상기 미세 금속 합금 섬유로부터 상기 피복 재료를 화학적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  39. 제1 및 제2 합금 성분으로부터 형성된 금속 합금 와이어를 제공하는 단계와,
    제1 및 제2 합금 성분과 상이한 재료로부터 형성된 제1 피복 재료를 제공하는 단계와,
    상기 금속 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계와,
    제1 피복체를 제공하기 위하여 비활성 분위기 하에서 상기 제1 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 단계와,
    인발 가공된 제1 피복체를 제공하도록 제1 피복체의 외경 및 상기 제1 피복체 내의 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 제1 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    상기 인발 가공된 제1 피복체를 담금질하고 상기 제1 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어 내로 확산시키기에 충분한 온도까지 상기 인발 가공된 제1 피복체를 가열하는 단계와,
    제2 피복체를 형성하기 위하여 복수의 상기 인발 가공된 제1 피복체를 제2 피복 재료 내에 조립하는 단계와,
    제2 피복체의 직경을 감소시키고 상기 복수의 금속 합금 와이어로부터 복수의 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계와.
    상기 제1 및 제2 피복 재료를 상기 복수의 미세 금속 합금 섬유로부터 제거하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 합금 성분 및 상기 확산된 제1 피복 재료를 포함하는 새로운 합금으로부터 형성된 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 제1 피복 재료를 상기 금속 합금 섬유 내로 더 확산시키기에 충분한 온도까지 상기 복수의 미세 금속 합금 섬유를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  40. 제1 및 제2 합금 성분으로부터 형성된 금속 합금 와이어를 제공하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 합금 성분과는 상이한 재료로부터 형성된 피복 재료를 제공하는 단계와,
    피복체를 제공하기 위하여 상기 금속 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계와,
    상기 금속 합금 와이어로부터 형성된 미세 금속 합금 섬유를 갖는 인발 가공된 피복체를 제공하도록 피복체의 외경 및 상기 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 상기 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    상기 인발 가공된 피복체를 담금질하고 상기 피복 재료를 상기 금속 합금 섬유의 표면으로 확산시키기에 충분한 온도까지 상기 인발 가공된 피복체를 가열하는 단계와,
    상기 피복 재료의 특성에 따른 표면 특성들을 갖는 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 피복 재료를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
  41. 제1 및 제2 합금 성분으로부터 형성된 금속 합금 와이어를 제공하는 단계와,
    제1 및 제2 합금 성분과 상이한 재료로부터 형성된 제1 피복 재료를 제공하는 단계와,
    상기 금속 합금 와이어를 상기 피복 재료로 외장하는 단계와,
    제1 피복체를 제공하기 위하여 비활성 분위기 하에서 상기 제1 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어 주위에 밀착시키는 단계와,
    인발 가공된 제1 피복체를 제공하도록 제1 피복체의 외경 및 상기 제1 피복체 내의 금속 합금 와이어의 직경을 감소시키기 위하여 제1 피복체를 인발 가공하는 단계와,
    상기 인발 가공된 제1 피복체를 담금질하고 상기 제1 피복 재료를 상기 금속 합금 와이어의 표면으로 확산시키기에 충분한 온도까지 상기 인발 가공된 제1 피복체를 가열하는 단계와,
    제2 피복체를 형성하기 위하여 복수의 상기 인발 가공된 제1 피복체를 제2 피복 재료 내에 조립하는 단계와,
    제2 피복체의 직경을 감소시키고 상기 복수의 금속 합금 와이어로부터 복수의 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 제2 피복체를 인발 가공하는 단계와.
    상기 제1 피복 재료의 특성들에 따른 표면 특성들을 갖는 복수의 미세 금속 합금 섬유를 제공하기 위하여 상기 복수의 미세 금속 합금 섬유로부터 상기 제1 및 제2 피복 재료를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 합금 섬유의 제조 공정.
KR1020027008170A 1999-12-23 2000-12-22 개선된 합금 섬유 및 제조 공정 KR20020062988A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17203099P 1999-12-23 1999-12-23
US60/172,030 1999-12-23
PCT/US2000/035191 WO2001046483A1 (en) 1999-12-23 2000-12-22 Advanced alloy fiber and process of making

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020062988A true KR20020062988A (ko) 2002-07-31

Family

ID=22626080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027008170A KR20020062988A (ko) 1999-12-23 2000-12-22 개선된 합금 섬유 및 제조 공정

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20020007546A1 (ko)
EP (1) EP1254274A1 (ko)
JP (1) JP2003517935A (ko)
KR (1) KR20020062988A (ko)
CN (1) CN1413267A (ko)
AU (1) AU2454701A (ko)
CA (1) CA2392808A1 (ko)
MX (1) MXPA02006227A (ko)
WO (1) WO2001046483A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102584650B1 (ko) * 2022-11-09 2023-10-05 (주)씨큐파이버 비정질 금속 와이어의 전기 폭발에 의한 비정질 금속 나노 분말의 제조방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030135971A1 (en) * 1997-11-12 2003-07-24 Michael Liberman Bundle draw based processing of nanofibers and method of making
US20050133526A1 (en) 2003-12-23 2005-06-23 Lewis Richard P. Mounting structure for viscous liquid dispenser
US7390963B2 (en) * 2006-06-08 2008-06-24 3M Innovative Properties Company Metal/ceramic composite conductor and cable including same
TR200701159A2 (tr) * 2007-02-26 2008-09-22 Güner Kuyumculuk Kalip Maki̇na San. Ve Ti̇c. Ltd. Şti̇. Altın ve diğer madenlerin birleştirilmesi yönteminde yenilik
ES2969563T3 (es) * 2007-07-16 2024-05-21 Micrometal Tech Inc Material de blindaje eléctrico compuesto por hilo monofilamento de acero inoxidable metalizado
DE102013106564B4 (de) 2012-06-26 2018-03-29 Federal-Mogul Ignition Co. Verfahren zum Herstellen eines Elektrodenmaterials für eine Zündkerze und Ruthenium-basiertes Material zur Verwendung in einer Zündkerze
DE102014103053B4 (de) 2013-03-13 2018-12-20 Federal-Mogul Ignition Company Verfahren zum Herstellen eines Zündkerzen-Elektrodenmaterials, Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze, und Elektrodensegment zur Verwendung in einer Zündkerze
CN104451956B (zh) * 2014-12-25 2016-08-24 南京理工大学常熟研究院有限公司 一种纳米铁氧体合金材料
TWI685391B (zh) 2016-03-03 2020-02-21 美商史達克公司 三維部件及其製造方法
CN111451312A (zh) * 2020-04-07 2020-07-28 江阴六环合金线有限公司 一种超细铝丝的加工方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3394213A (en) * 1964-03-02 1968-07-23 Roehr Prod Co Inc Method of forming filaments
US3818578A (en) * 1970-06-18 1974-06-25 Cyromagnetics Corp Method of casting and working a billet having a plurality of openings therein
JPS5039069B1 (ko) * 1971-03-02 1975-12-13
JPS5027458B1 (ko) * 1971-05-17 1975-09-08
US3838488A (en) * 1971-05-17 1974-10-01 Sumitomo Electric Industries Apparatus for manufacturing fine metallic filaments
EP0505015B1 (en) * 1987-03-13 1997-05-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Superconducting wire and method of manufacturing the same
JPH06158212A (ja) * 1992-11-30 1994-06-07 Hitachi Ltd Ｎｂ３Ａｌ系超電導導体とその製造方法、並びにＮｂ３Ａｌ系超電導前駆組成物、並びに高磁界発生用超電導マグネット
US5525423A (en) * 1994-06-06 1996-06-11 Memtec America Corporation Method of making multiple diameter metallic tow material
US5774779A (en) * 1996-11-06 1998-06-30 Materials And Electrochemical Research (Mer) Corporation Multi-channel structures and processes for making such structures
US5890272A (en) * 1996-11-12 1999-04-06 Usf Filtration And Separations Group, Inc Process of making fine metallic fibers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102584650B1 (ko) * 2022-11-09 2023-10-05 (주)씨큐파이버 비정질 금속 와이어의 전기 폭발에 의한 비정질 금속 나노 분말의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001046483A1 (en) 2001-06-28
MXPA02006227A (es) 2003-01-28
AU2454701A (en) 2001-07-03
US20020007546A1 (en) 2002-01-24
EP1254274A1 (en) 2002-11-06
CA2392808A1 (en) 2001-06-28
JP2003517935A (ja) 2003-06-03
CN1413267A (zh) 2003-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4710235A (en) Process for preparation of liquid phase bonded amorphous materials
KR20020062988A (ko) 개선된 합금 섬유 및 제조 공정
US5864743A (en) Multi-channel structures and processes for making structures using carbon filler
US5803991A (en) Corrosion-resistant metallic porous member and method of manufacturing the same
US3807026A (en) Method of manufacturing fine metallic filaments
DE3726072C2 (ko)
EP0557474B1 (de) Einlaufbelag für eine strömungsmaschine und herstellungsverfahren
EP0250322B1 (en) Method for producing an elongated sintered article
KR20080027770A (ko) 부품 성형을 위한 알루미늄 합금 방법
US5252288A (en) Method for producing an elongated sintered article
EP1212163A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gesinterten wabenkörpers
DE2028630C3 (de) Verfahren zum Aufbringen eines porösen metallischen Überzuges auf eine kompakte metallische Unterlage durch Hartlötung
US4838063A (en) Method for manufacturing metallic tube members
US6248192B1 (en) Process for making an alloy
JPH02258901A (ja) 耐火金属材料からなる選択された形状の部材及びその製造方法
JP2001503686A (ja) 微細金属ファイバーを製造するための方法
US2414226A (en) Method of making metal bonded abrasive tools
KR20230065979A (ko) Ni계 합금 재료
US20020108684A1 (en) Process of making alloy fibers
US6238498B1 (en) Method of fabricating a homogeneous wire of inter-metallic alloy
JPH02243747A (ja) 金属間化合物線及びその製造方法
JPS62294155A (ja) ＮｉＴｉ系機能合金用複合材
JPS63203212A (ja) Ｎｉ−Ｔｉ系機能繊維材料用複合繊維及びその製造方法
JPS60135503A (ja) 分散強化金属体及び製品の製造法
JP2770386B2 (ja) 複合線及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid