KR20120070612A - 티타늄 용접 와이어의 제조 방법 - Google Patents

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노르스크 티타늄 컴포넨츠 아에스
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Abstract

본 발명은 용접가능한 티타늄 또는 티타늄 합금 와이어의 제조 공정으로서, 상기 공정은 와이어의 완전한 고결화가 압축, 압출, 및 롤링을 수반하는 고체-상태 가공에 의해 달성되며, 이에 따라 구성요소 티타늄 스펀지 입자의 용융이 일어나지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

티타늄 용접 와이어의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCTION OF TITANIUM WELDING WIRE}
본 발명은 티타늄 스펀지를 냉간 압축, 압출 및 롤링시킴으로써 용접가능한 티타늄 와이어를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 고결화(consolidation) 및 성형이 티타늄 스펀지 입자들의 용융 또는 캡슐화 없이 전부 고체 상태에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
티타늄 및 이의 합금은 우수한 기계적 성질 및 최상의 내식성을 나타낸다. 티타늄 금속은 현재 크롤법(Kroll process)(미국 특허 제2,205,854호)에 의해 제조되며, 이에 의해 티타늄 테트라클로라이드(TiCl4)는 대형 강철 레토르트 내에서 용융된 마그네슘 금속과 반응한다. 여분의 마그네슘 및 마그네슘 클로라이드 부산물을 없애기 위해 이후에 1000℃에서 감압 증류시킨 후에도, 다공성 티타늄의 스폰지성 매스("스펀지"로 알려짐)는 레토르트 내에 여전히 남아 있다. 스펀지 매스는 강제로 제거되어야 하는데, 이는 티타늄이 레토르트 벽에 부착되기 때문에다. 스펀지는 이후에 전단되고 분쇄되며, 이어서 체로 걸려져, 일반적으로 3 내지 25㎜의 원하는 크기 분율을 얻는다.
이들 스펀지 입자들은 Al, V, Fe, Ti02, Mo, Cr 등과 같은 합금 첨가제와 블렌딩되어, 티타늄 합금 혼합물을 얻는다. 이들 블렌드는, 직경 1.5m 이하 및 무게(weighing) 25톤 이하의 대형 잉곳(ingots)을 제조하기 위해, 전자 빔에 의해, 플라즈마 토치에 의해, 또는 진공 아크 하에 용융된다. 이러한 가공 단계는 자본 집약적일 뿐만 아니라 응고 동안의 분리로 인해, 많은 요소들이 엄격히 제어된 한도 내에 있어야 한다. 잉곳은 이들이 여러 가공 작업들에서 일반적으로 단조되고(forged) 롤링되는 고온으로 가열되어, 미세구조물을 제련하고 단면적을 빌릿, 바 및 플레이트와 같은 중간 생성물 형태로 감소시킨다. 25.4㎜(1")의 두꺼운 Ti 플레이트의 제조와 관련된 비용은 스펀지 원료가 거의 40%를 차지하지만, 이후의 용융 및 밀 작업에서 60%인 것으로 분석되었다.
완성된 티타늄 구성요소를 제조하는 높은 비용은 보통 이들 밀 생성물을 복잡한 최종 기하구조로 광범위하게 기계가공시키는 행위에 의해 발생한다. 첨가제 제조 기술들은, 티타늄 분말 또는 용접 와이어와 같은 간편한 공급 물질로부터 복잡한 구성요소를 연속적으로 만듦으로써, 기계가공 폐기물을 최소화한다. 최신형 어플리케이션을 제외하면 모든 분말 공급원료의 비용은 굉장히 비싼데, 이는 잘게 나누어진 반응성 물질 및 결과적인 산소 오염을 취급하기 어렵기 때문이다. 따라서 티타늄 와이어는 보다 유망한 공급원료로서 상당한 주목을 받아왔다.
종래의 티타늄 와이어를 제조하기 위해, 상기 방식으로 제조된 바 스톡은 전형적으로 10㎜ 미만의 직경으로 롤링되어 최종 크기에 가까워지는데, 자동화된 용접 어플리케이션의 경우에는 전형적으로 1 내지 3㎜이다. 추후 취급 동안의 수율 손실을 고려하여, Ti 스펀지를 바 및 이후의 용접가능한 와이어로 전환시키는 비용의 증가액은 와이어 생산의 총 비용의 대부분에 해당한다.
티타늄 스펀지의 고체 상태 가공(중간의 용융 없이)을 통해 최종 제조된 용접가능한 티타늄을 제조하는 대안적인 방법들은 불규칙한 모양의 다공성 스펀지 입자성 물질을 공급한다는 문제점을 극복하지 못했다. 따라서, 비-용융 가공은 쉽게 입수할 수 있는 크롤 티타늄 스펀지를 다른 티타늄 입자성 물질로 대체할 것을 필요로 해왔다.
US 7 311 873은, 비록 티타늄 분말 및 헌터법(Hunter process) 둘 모두의 제조 비용이 크롤법에 미치지 못하고, 후자의 경우, 오직 4%의 티타늄 스펀지만이 적절한 분말 크기 및 모양으로 되어있지만, 헌터법(TiCl4의 나트륨 환원)에 의해 미세 분말 또는 입자로부터 플레이트를 제조하는 방법을 개시하고 있다.
전기분해로 제조된 티타늄은 듀퐁(DuPont) [1]에 의해 제조되었으며, 이는 이후에 플레이트로 롤링되었다. 전해채취(electrowon) 생성물의 수지상 성질은 고염 비말동반(entrainment)을 초래하는데, 여기서 고염 비말동반은 물질을 비-용접가능하게 만들고 불충분한 기계적 성질을 제공한다.
보다 최근에, 티타늄 스펀지의 수소첨가(hydrogenation)가 티타늄 분말을 제조하기 위한 간편한 수단으로서 연구되어왔다. 비록 출발 물질이 연성의 크롤 스펀지이지만, 결과적으로 생성된 티타늄 하이드라이드는 원하는 입자 크기로 용이하게 분쇄될 수 있는 부서지기 쉬운 물질이다. 티타늄 하이드라이드는 성공적으로 압축되었으며, 치밀화하고 티타늄으로부터 수소를 없애기 위한 고온 진공 소결 이후에, 추후에 종래의 티타늄과 동일한 방식으로 사용될 수 있는 빌릿이 제조된다 [2]. 진공 소결 공정은 굉장히 비싸며 잔여 수소 오염, 온도에서의 결정립 성장 및 산소 픽업(pickup)은 보다 광범위한 사용을 제한한다.
HDH(하이드라이드/디하이드라이드) 티타늄의 직접 압출은 거의 100% 밀도의 생성물을 생성시키고 [3], 티타늄 분말 금속공학 구성요소에 일반적으로 요구되는 열간 정수압 프레스법에 대한 필요성을 없애는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 두 개의 전압축(precompaction) 공정이 필요했으며, 이 중 하나는 이러한 공정의 확장성(scaleability) 뿐만 아니라 출발 물질의 높은-산소 함량과 관련된 문제들을 일으키는 냉간 정수압 프레스법이었다.
전술한 바와 같이, 대안적인 공급원료를 사용하고자 하는 시도는 이들 물질들의 제한된 이용가능성 및 보다 높은 비용, 및 최종 생성물들의 부적절한(unacceptable) 성질들로 인해 제한된다.
따라서, 첨가제 제조 공정의 고유의 이익은, 저가의 공급 물질이 없음에 따라 무가치하다.
본 발명의 주 목적은 실질적으로 보다 적은 가공 단계들을 필요로 하는 방식으로 티타늄 또는 합금 티타늄 와이어 공급원료를 제조하고 최종 와이어 구조(composition)에서 보다 높은 가요성을 제공하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은, 첨가제 제조를 이용하여 용융되어 구성요소로 만들어지는 경우, 종래의 용접 와이어와 비슷한 화학적 조성 및 기계적 성질을 나타내는, 용접가능한 티타늄 또는 합금 티타늄 와이어를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 문제점들이, 가공 동안 언제든지 어떠한 구성요소들에서도 일어나는 용융 없이 오로지 고체 상태에서 가공함에 의해 티타늄 스펀지로부터 제조된 용접가능한 티타늄 와이어를 형성함으로써 완화될 수 있다는 인식에 기초한다.
따라서, 첫 번째 양태에서, 본 발명은 티타늄 또는 합금 티타늄의 용접가능한 와이어 또는 스트립을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은,
- 하나 또는 그 초과의 티타늄 스펀지 입자들을 단축 프레스의 챔버 내에 놓는 단계,
- 빌릿을 형성하기 위해 주위 공기 분위기에서 입자성 물질의 샘플을 냉간 압축시키는 단계,
- 400-1000℃ 범위의 온도까지 빌릿을 가열시키는 단계,
- 가열된 빌릿을 예열된 열간-압출기 프레스의 다이 내에 놓고, 400-1000℃ 범위의 온도에서 빌릿의 바(bar) 또는 프로파일(profile)을 압출시키는 단계,
- 압출된 바 또는 프로파일로부터 표면 오염물질을 제거하는 단계, 및
- 원하는 직경을 갖는 용접가능한 스트립 또는 와이어를 형성하기 위해, 연속으로 놓인 하나 또는 그 초과의 롤을 지닌 롤러 밀에 압출된 바 또는 프로파일을 놓는 단계를 포함한다.
본 발명은, 실질적으로 보다 적은 가공 단계들을 필요로 하고 최종 와이어 구조에서 보다 큰 가요성을 제공하는 방식으로 티타늄 와이어 공급원료를 제조하기 위해, 스펀지 입자들의 사전 변형 없이 상업적으로 입수가능한 티타늄 스펀지, 즉 크롤 티타늄 스펀지를 사용하는 방법 및 이로부터 얻은 생성물을 기재한다. 또한, 본 발명은 첨가제 제조를 이용하여 용융되어 구성요소를 만드는 경우, 종래의 용접 와이어와 비슷한 화학적 조성 및 기계적 성질을 나타내는 용접가능한 와이어를 제조한다.
본 발명은 임의의 공지된 티타늄 스펀지를 사용할 수 있으며, 티타늄 스펀지의 입자들은 보다 큰 티타늄 스펀지 조각들을 분쇄하고 전단시킴으로써 유리하게 제조될 수 있다. 입자들은 1, 2, 3, 4, 및 5㎜ 중 하나로 시작하고 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 및 100㎜ 중 하나도 끝나는 임의의 범위의 입자 크기 분율(particle size fraction)을 가질 수 있다. 바람직한 범위는 1 내지 100, 2 내지 50㎜, 및 3 내지 25㎜의 입자 크기 분율이다. 본원에서 사용되는 바와 같은 명시된 범위의 용어 "입자 크기 분율"은 입자들을 분류하는데 사용되는 그레이트(grate)의 메쉬 크기에 관한 것으로, 따라서, 즉 1 내지 100㎜의 범위를 갖는 입자 크기 분율은 메쉬 크기 1㎜를 갖는 그레이트를 통과할 수 없을 정도로 충분히 크지만 메쉬 크기 100㎜를 갖는 그레이트를 통과하기에 충분히 작은 크기를 갖는 입자로서 이해될 것이다. 적합한 스펀지의 일 예는 ASTM B299-07 설명서 [4]를 충족하는, 마그네슘-환원된, 감압증류된 티타늄 스펀지이다. 이러한 스펀지는 높은 상업적 입수 가능성 및 낮은 잔류 불순물 수준을 갖는다는 이점을 지닌다. 본 발명의 방법은 이러한 양질의 상업적으로 입수 가능한 티타늄 스펀지를 이용하여 2500ppm 미만의 산소, 300ppm 미만의 N, 800ppm 미만의 C 및 150ppm 미만의 H를 함유하는 티타늄 와이어를 얻을 수 있다.
티타늄 스펀지의 냉간 압축은 유리하게는 하기의 방식으로 수행될 수 있다; 체질(sieving), 재연삭(regrinding), 구상화(spherodizing) 또는 세정(cleaning)과 같은 어떠한 추가의 가공 또는 처리도 없이, 실온에서, 입자들이 프레스를 통해 떨어지는 것을 방지하기 위해 밀봉된 용기 바닥을 갖는 단축 프레스의 챔버 내에 티타늄 스펀지 입자들이 쏟아 부어진다. 챔버를 채우는 것은 주위 대기의 존재 하에 수행되는데, 이는 냉간 압축 동안 불활성의, 비-산화성(non-oxidizing) 퍼징 가스(들)의 사용이 압축된 빌릿 내의 스펀지 입자들 사이에 가스 포착(entrapment)을 초래하기 때문이다. 캡슐화된 불활성 가스는 최종 생성물의 다공성을 초래하는데, 이는 이들 가스들이 티타늄에서 용해도 0을 나타내기 때문이다. 티타늄 스펀지 빌릿의 캡슐화는 필요하지 않은데, 이는 출발 구성요소들이 낮은 수준의 마그네슘, 마그네슘 클로라이드 및 산소로 되어 있으며, 압축이 저온, 예컨대, 즉 실온에서 일어나기 때문이다. 따라서 고가의 캐닝(canning) 및 탈기(degassing) 작업들이 배제되며, 압축된 빌릿은 주조 잉곳의 기계 가공으로부터 생산된 종래의 티타늄과 동일한 방식으로 취급될 수 있다. 프레스 램(ram)은, 다공성 빌릿이 천천히 압축되고 치밀화됨에 따라, 공기가 다공성 빌릿으로부터 빠져나가도록 천천히 낮추어진다. 이러한 방식으로 고밀도 및 무시해도 좋을 정도로 개방된 표면-균열 다공성의 티타늄 스펀지 빌릿이 생성될 수 있다. 밀도가 보다 높은 것이 바람직한데, 이는 비록 프레스 용량이 치밀화가 완전히 달성될 수 있는 정도를 제한하지만, 보다 적은 내부 공동(voids) 및 표면 결함이 존재하기 때문이다. 압축된 빌릿(이하 "빌릿"이라 함)은 그 다음 프레스로부터 꺼내어진다. 본 발명은 이러한 냉간 압축의 특정 예에 구속되지 않으며, 본 발명은 티타늄 스펀지를 고밀도 및 무시할만한 정도로 개방된 표면-균열 다공성의 빌릿으로 냉간 압축하기 위해 임의의 공지되거나 생각할 수 있는 공정을 사용할 수 있다.
빌릿은 유리하게는 압출 공정을 돕기 위해 프레싱 이후에 윤활제로 코팅될 수 있다. 티타늄 빌릿을 압출하기에 적합한 당업자에게 공지된 어떠한 현재 또는 미래의 윤활제도 적용될 수 있다. 적합한 윤활제의 일 예는 유리(glass)이다.
빌릿의 가열은 유리하게는 불활성 분위기에서 수행될 수 있으며, 이는 빌릿이 400℃ 이상의 온도에 있는 매 공정 단계를 포함할 수 있다. 빌릿은 400 내지 1000℃ 범위의 임의의 온도로 가열될 수 있지만, 유리하게는 티타늄의 베타 전이 온도의 100℃ 이내의 온도로 가열될 수 있다.
압축된 티타늄 빌릿의 열간 압출은 하기의 방식으로 수행될 수 있다. 빌릿은 유리하게는 압출 다이의 마모(wear) 및 대기 오염물질들의 흡수를 최소화하기 위해 유리 윤활제로 코팅될 수 있다. 빌릿은, 바람직하게는 불활성 또는 진공 분위기에서 가열되며, 따라서 냉간 압축 공정에서 비롯된 갇힌(entrapped) 산소 및 질소가 티타늄 매트릭스 내로 흡수된다. 이는 내부 다공성의 소멸(dissolution) 및 내부 공극들의 궁극적인 폐쇄와 융합을 초래한다.
최종 와이어 생성물의 최대 허용가능한 간극 함량 및 티타늄 스펀지의 화학 분석으로부터, 상이한 온도 및 보류 시간(hold times)에서의 갇힌 공기 종(질소, 산소)의 확산율을 이용하여 최대 공극 크기가 대략적으로 계산될 수 있다. 900℃에서 즉 1시간의 보류 시간을 고려해 볼 때, 대략 2㎜ 직경의 공기-채워진(air-filled) 공극이 압출에 앞서 이후의 가열 동안 티타늄 빌릿에 의해 흡수될 것이다. 온도 범위 및 유지 시간에 대한 일련의 계산이 표 1에 요약되어 있으며, 이러한 표는 도 1에 도표로 도시되어 있다.
표 1: 다양한 온도 및 가열 기간에 대한, 가열 동안 흡수될 최대 공기-채워진 공극 크기(미터)의 계산.
Figure pct00001
표 1에서 공극 크기는 하기와 같이 계산되었다:
Figure pct00002
P는 공극 크기(미터)이며, D는 질량확산계수(mass diffusion coefficient)(m2/s)이고, t는 시간(초)이다. 베타 전이 온도(882℃) 미만의 온도에서, 질량확산계수는
Figure pct00003
로 설정되며, 베타 전이 온도 초과의 온도에서는, 질량확산계수가
Figure pct00004
로 설정된다. 질량확산계수는 R. J. Wasilewski 및 G. L. Kehl(1954)의 "DIFFUSION OF NITROGEN AND OXYGEN IN TITANIUM", J. Inst . Metals, Vol: 83로부터 얻으며, 질소의 질량확산계수와 같게 설정되는데, 이는 질소가 공기 중에 가장 풍부하고, 티타늄 내에서 산소보다 천천히 확산되는 것으로 알려져 있기 때문이다.
대기 오염을 최소화 하기 위해 불활성 분위기에서 압축된 빌릿을 가열하는 것이 바람직하지만, 적절한 유리 코팅이 적용되는 경우라면 전적으로 필요한 것은 아니다. 빌릿의 예열 온도는 바람직하게는 티타늄 빌릿에 대한 베타 전이 온도에 가까운데, 이는 산소와 질소의 확산이, 보다 낮은 온도의 알파 동소체에 비해 보다 높은 온도의 베타 상에서 거의 10배 증가하기 때문이다. 추가로, 출발 스펀지 입자에 비해 압축된 빌릿의 증가된 밀도는 가스 불순물들의 질량 이동에 대해 상당한 확산 배리어를 제공한다. 실제로, 이는 압출 동안의 빌릿의 출발 온도와 출구 온도가 모두 1000℃를 초과해서는 안됨을 의미한다. 압출된 바의 밀도는 98%를 초과할 수 있다.
빌릿은 예열된 압출 프레스 챔버로 지체 없이 이동되어야 한다. 압출 챔버 및 다이의 가열은 불필요하게 높은 압출 압력을 초래할 티타늄 빌릿의 신속한 냉각(chilling)을 방지하기 위해 필요하다. 압출 램은 빌릿의 끝 부분에 증대되는 힘을 가하여, 거의 완성된 치밀화를 초래한다. 증대되는 압력으로, 빌릿은 바 또는 프로파일과 같이 압출된 형태를 형성하는 압출 다이를 통해 이동하기(flow) 시작한다. 이머징(emerging) 압출 형태의 속도는 빌릿 및 바의 상대적 단면적(이는 '압출비'라고도 함) 및 압출 프레스 속도에 비례한다. 압출 다이는 또한 압출된 티타늄의 표면 마무리에 결함이 없도록 보장하기 위해 적절한 입구 및 출구 기하구조를 가져야 한다. 압출된 티타늄은 유리하게는, 표면 오염물질이 세정되고 코일링되면서, 이후의 취급 및 저장이 용이하도록 데워질 수 있다.
그 다음 압출된 물질은 압출물의 직경을 감소시키기 위해 롤링 밀로 옮겨진다. 롤을 통과하는 각각은 유리하게는 5-35%의 면적 감소를 제공해야 한다. 롤링 공정은 와이어의 최종 크기 및 모양이 얻어질 때까지 반복된다. 롤링 공정은 유리하게는 도입되는 공급원료의 단면적이 계속해서 상당히 감소되도록 연속으로 위치된 몇 개의 롤들을 지닌 연속 롤링 밀에서 수행될 수 있다.
와이어의 단면 프로파일은 롤링 밀 내의 홈의 크기와 모양에 의해 결정되고, 롤링 과정 동안 달라질 수 있으며, 예컨대 원형 와이어를 생산하기 위해 4-, 6-, 또는 8-면의 로드(rod)가 반원을 지닌 롤들을 통과할 수 있으며, 그 반대일 수도 있다. 중간 응력 완화는 충분한 재결정, 및 이후의 연화(softening)가 일어나도록 조장하는 조건 하에, 바람직하게는 불활성 가스로 채워진, 가열된 노(furnace)에 와이어를 수용함으로써 수행된다. 상업적인 자동 용접 와이어 공급기를 통해 공급될 수 있는 와이어 생성물에서 충분한 강성(stiffness)을 얻기 위해, 와이어를 코일링하기에 앞서 이러한 열 처리 이후에 하나 이상의 롤링 통로(pass)가 존재하는 것이 바람직하다.
도 1은 다양한 온도 및 가열 기간에 대한, 가열하는 동안 흡수될 최대 공기-채워진 공극 크기(미터)를 계산한 것을 도시한다.
도 2는 빌릿 매크로구조(macrostructure)의 사진을 도시한다. 사진 a)는 예열 이전의 매크로구조를 도시하며, 사진 b)는 예열 이후를 도시한다.
본 발명은 본 발명의 구현예들의 예를 통해 보다 상세하게 기재될 것이다.
실시예
3.5㎏의 티타늄 스펀지 입자들을 공기 중에서 100㎜의 단축 수압 프레스 용기로 이동시켰다. 약 1000㎫를 가하여 티타늄 스펀지 입자들을 95%의 밀도에 해당하는 약 100㎜ 높이의 빌릿으로 압축시켰다. 그 다음 이러한 빌릿을 유리 윤활제로 코팅시키고, 60분 동안 900℃에서 아르곤-채워진 노 내에 놓았다. 도 2a) 및 2b)는 열 처리 이전 및 이후의 빌릿 미세구조를 도시한다.
가열된 빌릿을 단축 압출 프레스로 이동시키고, 18㎜의 애퍼처(aperture)를 통해 압출시켜, 12㎜/s의 일정한 프레스 속도에서 압출비 22를 얻었다. 그 다음 압출된 로드를 일련의 롤링 밀들에 통과시키자, 직경이 1차 롤링 밀에서 7, 6.5, 5.7, 5.1, 4.5, 4.1, 3.7, 3.4, 3㎜의 중간 직경들을 거쳐 감소하였으며, 그 후에 2차 롤링으로 2.83, 2.71, 2.52, 2.35, 2.15, 2.00, 1.83, 1.70, 1.61 및 1.50㎜의 직경들을 거쳐, 최종 직경 1.6㎜로 감소하였다. 30분 동안 540℃에서 4.1 내지 3.7㎜의 응력 완화를 수행하였다.
생산된 그대로의 와이어의 화학적 조성을 분석하였으며, 불순물 수준을 표 2에 기록하였다. 이러한 와이어의 용접성(weldability)을 평가하기 위해, 그 후에 흐르는 아르곤(22ℓ/분)을 지닌 불활성 가스 트레일링 실드(trailing shield)가 장착된 TIG 용접 토치에 의해 용융시켰다. 고체 형태를 만들기 위해 다중 용접 비드를 증착시켰으며, 이러한 고체 형태는 화학 분석 및 기계 시험을 위해 이후에 절단하였다. 표 2에 도시된 바와 같이, 용접시 충전제 물질로서 그리고 그 이전에 모두, 티타늄 스펀지 입자들의 비-용융 고결화로 인해 종래의 등급 2 상용 순도(Commercial Purity, CP)의 티타늄 와이어에 비해 수용가능한 화학적 조성을 지닌 용접가능한 비합금(unalloyed) 티타늄 와이어가 생산되었다.
표 2: 고결화된 비합금 와이어 및 상응하는 용접 비드 조성물의 화학적 조성 및 기계적 성질.
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Claims (15)

  1. 티타늄 또는 합금 티타늄의 용접가능한 와이어 또는 스트립을 제조하는 방법으로서, 상기 방법이,
    - 하나 또는 그 초과의 티타늄 스펀지 입자들을 단축 프레스(uniaxial press)의 챔버 내에 놓는 단계,
    - 빌릿(billet)을 형성하기 위해 주위 공기 분위기에서 입자성 물질의 샘플을 냉간 압축시키는 단계,
    - 빌릿을 400-1000℃ 범위의 온도까지 가열시키는 단계,
    - 가열된 빌릿을 예열된 열간-압출기(hot-extruder) 프레스의 다이(die) 내에 놓고, 400-1000℃ 범위의 온도에서 빌릿의 바(bar) 또는 프로파일(profile)을 압출시키는 단계,
    - 압출된 바 또는 프로파일로부터 표면 오염물질을 제거하는 단계, 및
    - 원하는 직경을 갖는 용접가능한 스트립 또는 와이어를 형성하기 위해, 연속하여 위치된 하나 또는 그 초과의 롤들을 갖는 롤러 밀에 압출된 바 또는 프로파일을 놓는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 티타늄 스펀지의 입자들이 ASTM 표준 B299-07를 충족하는 마그네슘 환원된, 감압 증류된 티타늄 스펀지의 분쇄되고 전단된 티타늄 스펀지인 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 분쇄되고 전단된 티타늄 스펀지가 1 내지 100㎜, 바람직하게는 2 내지 50㎜, 보다 바람직하게는 3 내지 25㎜의 입자 크기 분율을 갖는 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 입자성 물질의 샘플의 냉간 압축이 200 내지 600㎫의 샘플에 가해지는 압축 압력으로 실온에서 수행되는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 입자성 샘플이 80%를 초과하는 밀도의 고체 압축 빌릿으로 고결화될 때까지 압축이 지속되며, 상기 고체 압축 빌릿이 실질적으로 상호연결된, 표면-균열 다공성이 없으며 공기에 의해 채워진 내부 공극을 갖는 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 프레싱된 빌릿이 윤활제로 코팅되는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 윤활제 코팅물이 유리이고, 빌릿의 가열이 불활성 분위기에서 이루어지는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 티타늄의 베타 전이 온도로부터 100℃ 이내의 온도를 제공하도록 빌릿의 가열이 조절되는 방법.
  9. 제 4항에 있어서, 롤러 밀의 롤들을 통과하는 각각이 롤링된 용접가능한 스트립 또는 와이어의 직경을 5 내지 35% 감소시키는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 방법이 또한, 티타늄 또는 합금 티타늄이 연화되는 온도에서 응력 완화를 얻기 위해 롤링된 와이어를 불활성 분위기에서 가열시키는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제 4항에 있어서, 압출 동안 빌릿의 출발 온도가 1000℃를 초과하지 않는 방법.
  12. 제 4항에 있어서, 압출된 바의 출구 온도가 1000℃를 초과하지 않는 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 압출된 바가 98%를 초과하는 밀도를 갖는 방법.
  14. 티타늄 스펀지 입자의 용융 또는 캡슐화 없이 냉간 압축, 압출 및 롤링에 의해 물리적으로 고결화되는, 크롤법(Kroll process)으로부터의 티타늄 스펀지 입자들로 구성된 용접가능한 티타늄 와이어.
  15. 제 14항에 있어서, 와이어가 2500ppm 미만의 산소, 300ppm 미만의 N, 800ppm 미만의 C 및 150ppm 미만의 H를 함유하는 티타늄 와이어.
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