KR930003108B1 - Tungsten alloys and its production method - Google Patents

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Abstract

A high toughened tungsten based heavy alloy is composed of (1) mixing the basic W-Ni-Fe system, which contains 90-95 wt.% tungsten (W), 2-9 wt.% nickel (Ni) and 1-3 wt.% iron (Fe), with 0.1-1.0 wt.% lanthanium (La) or 0.01-0.3 wt.% calcium (Ca); (2) drying; (3) crushing; (4) premolding; (5) heating the premolded body at 1475 deg.C under hydrogen gas atmosphere for 60-100 minutes; (6) heat treating the obtained alloy at 1,150 deg.C under inert gas atmosphere for 1 hour; (7) cooling by water; and (8) aging treating the resulting alloy at 500-600 deg.C under inert gas atmosphere for 1 hour. Then the high toughened tungsten based alloy is manufactured.

Description

고인성 텅스텐계 중합금 및 그 제조방법High toughness tungsten polymer alloy and its manufacturing method

제 1 도는 W-Ni-Fe계 중합금 시편의 충격파면에 대한 주사전자 현미경 사진으로서, a는 종래의 중합금 시편에 대한 파면이고, b는 본 발명 중합금 시편에 대한 파면이다.1 is a scanning electron micrograph of the impact wave surface of the W-Ni-Fe-based polymer alloy specimens, a is a wavefront for a conventional polymer gold specimen, b is a wavefront for the polymer gold specimen of the present invention.

제 2 도는 종래의 중합금과 본 발명 중합금의 열처리온도(1150℃)에서 냉각속도에 따른 충격에너지의 변화를 비교하여 나타낸 그래프.Figure 2 is a graph showing a comparison of the change in impact energy according to the cooling rate at the heat treatment temperature (1150 ℃) of the conventional polymerized gold and the present invention.

본 발명은 텅스텐(W)을 주성분으로 하는 텅스텐계 중합금에 관한 것으로, 특히 텅스텐(W)-니켈(Ni)-철(Fe)계 기본조성에 란타늄(La) 또는 칼슘(Ca)이 미량첨가되어 불순물의 입계편석을 방지하여 불순물로서의 인이나 황의 함유량과 소결 후 냉각속도 및 재열처리조건에 무관하게 높은 인성을 나타내는 고인성 텅스텐계 중합금 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tungsten-based polymer alloy containing tungsten (W) as a main component, and in particular, trace amounts of lanthanum (La) or calcium (Ca) are added to the tungsten (W) -nickel (Ni) -iron (Fe) -based basic composition. The present invention relates to a high toughness tungsten-based polymer alloy and a method for producing the same, which prevents grain boundary segregation of impurities and exhibits high toughness regardless of the content of phosphorus or sulfur as impurities, cooling rate after sintering, and reheat treatment conditions.

일반적으로 텅스텐계 중합금은 90wt%의 텅스텐과 나머지 니켈과 철(또는 구리)로 이루어진 합금으로서, 주성분인 텅스텐이 고융점금속임에 따라 통상 분말야금 공정의 하나인 액상소결을 통하여 제조된다.In general, tungsten-based polymerized gold is an alloy composed of 90 wt% tungsten and the remaining nickel and iron (or copper). As tungsten, which is a main component, is a high melting point metal, it is usually produced through liquid sintering, which is one of powder metallurgy processes.

텅스텐계 중합금은 자이로스코프(gyroscope)의 추, 항공기의 균형지지대, 방사능물질의 저장용기, 진동감쇠장치를 비롯한 장갑판파괴용 탄두등의 여러산업분야에서 광범위하게 사용되고 있다.Tungsten-based polymer alloys are widely used in various industries such as weight of gyroscopes, balance supports of aircraft, storage containers of radioactive materials, vibration damping devices and armored warheads.

이같은 텅스텐계 중합금은 기계적 성질면에 있어 여타합금에 비해 강도와 연신율은 비교적 우수하나 인성은 제조공정이나 사용된 분말에 따라서 매우 심하게 변화하는 특성이 있으며, 특히 원료분말의 제조공정중에 인이나 황같은 불순물이 충분히 제거되지 못한 분말을 사용하여 제조된 중합금은 인성을 비롯한 기계적 성질이 크게 저하되기 때문에 장갑판파괴용 탄두등과 같은 높은 기계적 성질을 요구하는 용도에는 사용할 수 없는 결점이 있다.Tungsten-based polymer alloys are superior in strength and elongation to other alloys in terms of mechanical properties, but toughness varies greatly depending on the manufacturing process and the powder used. Polymerized gold produced using powders that have not been sufficiently removed with the same impurity has a drawback that cannot be used for applications requiring high mechanical properties such as armored warhead warheads because mechanical properties including toughness are greatly reduced.

불순물에 의해서 중합금의 기계적 성질이 떨어지는 이유는 함유된 불순물의 계면편석때문인 것으로 알려지고 있는 바, 이에따라 중합금내에 존재하는 불순물의 계면편석 억제하여 중합금의 기계적 성질이 저하하는 것을 방지하고자 하는 연구가 행해져 왔다.The reason why the mechanical properties of the polymer gold are degraded by impurities is known to be due to the interfacial segregation of the contained impurities. Accordingly, the study is intended to prevent the mechanical properties of the polymer gold from degrading by inhibiting the interfacial segregation of impurities present in the polymer gold. Has been done.

현재, 알려진 바의 불순물의 계면편석억제방법으로서, 불순물의 계면편석은 근본적으로 온도가 증가함에 따라 감소한다는 성질을 이용하여 불순물의 량이 수백 ppm정도로 많지않는 경우에 1000℃ 내지 1350℃의 고온에서 수냉함으로써 불순물의 계면편석과 이에따른 취성의 저하를 방지하는 방법이 있다.At present, as a known method of interfacial segregation of impurities, the interfacial segregation of impurities is essentially reduced with increasing temperature, so that water is cooled at a high temperature of 1000 ° C. to 1350 ° C. when the amount of impurities is not as high as several hundred ppm. There is a method for preventing interfacial segregation of impurities and subsequent deterioration of brittleness.

한편, 수냉된 중합금은 후속 열처리공정으로서 500-600℃의 비교적 저온에서 시효처리를 행함에 따라 기계적 성질의 향상을 꾀할 수 있는 것으로 알려지고 있으나, 이같은 시효처리 공정을 통해 조직내에 분산되어 존재하는 불순물들이 입계로 이동하여 계면편석을 일으키게 됨에 따라 계면편석의 문제점이 다시 대두되어 수냉 및 저온시효 방법에 의한 중합금의 기계적 성질 증가에는 어려움이 따르고 있다.On the other hand, the water-cooled polymer gold is known to improve the mechanical properties by the aging treatment at a relatively low temperature of 500-600 ℃ as a subsequent heat treatment process, but is dispersed in the tissue through such an aging treatment process As impurities migrate to grain boundaries and cause interfacial segregation, the problem of interfacial segregation reemerges, thus increasing the mechanical properties of polymerized gold by water cooling and low temperature aging.

따라서, 높은 인성을 갖는 중합금의 제조를 위해서는 어느정도의 불순물양이나 열처리조건에 무관하게 높은 기계적 성질을 유지할 수 있는 조성으로 이루어진 새로운 형태의 중합금이 요구되고 있다.Therefore, for the production of polymer alloys having high toughness, a new type of polymer alloys having a composition capable of maintaining high mechanical properties regardless of a certain amount of impurities or heat treatment conditions is required.

본 발명은 상기 종래의 텅스텐계 중합금이 지니고 있는 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 중합금내에 포함된 인 또는 황과 같은 불순물의 함유량의 다소 또는 냉각속도 및 재가열처리등에 영향을 받지 않으면서 높은 인성을 나타내는 새로운 조성의 고인성 텅스텐계 중합금 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention was devised in view of the problems of the conventional tungsten-based polymerized gold, and has high toughness without being affected by the amount of impurities such as phosphorus or sulfur contained in the polymerized gold or by the cooling rate and reheating treatment. An object of the present invention is to provide a high toughness tungsten-based polymer gold having a new composition and a method for producing the same.

본 발명 고인성 텅스텐계 중합금은 텅스텐(W)이 90wt% 이상이고 나머지 10wt% 이하의 니켈(Ni) 및 철(Fe)로 이루어진 W-Ni-Fe계를 기본조성으로 하여 여기에 미량원소로서 란타늄(La)이 첨가되거나 칼슘(Ca)이 첨가되어 이루어진다.The high toughness tungsten polymer alloy of the present invention is composed of W-Ni-Fe based on tungsten (W) of 90 wt% or more and the remaining 10 wt% or less of nickel (Ni) and iron (Fe) as a basic element. Lanthanum (La) is added or calcium (Ca) is added.

이와 같은 본 발명의 조성을 보다 구체적으로 나타내면, 중량%로 W이 90-95wt%, Ni이 2-9%, Fe이 1-3%인 W-Ni-Fe계를 기본조성으로 하여 여기에 La이 0.01-1% 포함되거나 Ca이 0.01-0.3% 첨가되어 이루어진다.More specifically, the composition of the present invention is expressed in weight percent by weight of 90-95wt%, 2-9% of Ni and 1-3% of Fe based on W-Ni-Fe based composition based on La 0.01-1% is included or Ca is added 0.01-0.3%.

본 발명의 중합금에서 W-Ni-Fe계의 기본조성은 고인성 텅스텐계 중합금의 공지된 조성이며 미량원소로 첨가되는 란타늄(La)이나 칼슘(Ca)은 중합금의 인성저하요인으로 작용하는 불순물인 인이나 황과 잘 반응하는 원소로서, 첨가된 란타늄이나 칼슘은 기지상내에 인이나 황을 함유하는 La나 Ca 화합물들을 형성하여 불순물이 입계로 이동하는 것을 억제함으로써 계면편석을 방지하여 인성을 향상시키는 역할을 한다.The basic composition of the W-Ni-Fe-based polymer in the present invention is a known composition of a high toughness tungsten-based polymer alloy, and lanthanum (La) or calcium (Ca) added as a trace element acts as a toughness determinant of the polymer gold. An element that reacts well with phosphorus or sulfur, which is an impurity, added, lanthanum or calcium forms La or Ca compounds containing phosphorus or sulfur in the matrix and inhibits impurities from moving to grain boundaries, thereby preventing interfacial segregation and improving toughness. To improve.

본 발명의 중합금에서 대표적인 조성으로는 중량비로서 93W-4.9Ni-2.1Fe의 기본조성에 텅스텐(W)의 일부가 란타늄이나 칼슘으로 대체된 중합금을 들 수 있으며 이때 대체되는 란타늄과 칼슘의 범위는 각각 0.1-0.3wt% 및 0.01-0.05wt%가 바람직한 바, 이같은 란타늄이나 칼슘의 성분한정 이유는 다음과 같다.Representative compositions of the present invention in the present invention is a weight ratio of 93W-4.9Ni-2.1Fe in the basic composition of a portion of the tungsten (W) is replaced by lanthanum or calcium, and the range of lanthanum and calcium is replaced Is preferably 0.1-0.3wt% and 0.01-0.05wt%, respectively. The reason for limiting the composition of such lanthanum or calcium is as follows.

먼저, 란타늄의 경우 그 함량이 0.1wt% 이하로 되면 불순물인 인이나 황의 계면편석을 충분히 억제하지 못하며, 반대로 0.3wt%를 초과하는 경우에는 개재물의 양이 과다하게 형성되어 인장성질의 저하를 초래하게 된다.First, in the case of lanthanum, when the content is less than 0.1wt%, it does not sufficiently inhibit the interfacial segregation of phosphorus or sulfur as impurities, and on the contrary, when the content exceeds 0.3wt%, the amount of inclusions is excessively formed, resulting in deterioration of tensile properties. Done.

그리고, 칼슘의 첨가량 역시도 위의 란타늄과 마찬가지로 0.01wt% 이하인 경우 황이나 인의 계면편석을 방지를 위한 칼슘화합물의 형성양이 부족하여 이들 불순물의 계면편석을 충분히 억제하지 못하게 되는 한편 그 첨가량이 0.05wt%를 초과하게 되는 경우 개재물의 과다 형성에 따른 인장성질의 감소를 가져오게 된다.In addition, when the addition amount of calcium is also 0.01 wt% or less like the above lanthanum, the amount of calcium compounds for preventing interfacial segregation of sulfur or phosphorus is insufficient, so that the interfacial segregation of these impurities is not sufficiently suppressed, while the addition amount is 0.05wt. Exceeding the% will result in a decrease in tensile properties due to excessive formation of inclusions.

한편, 텅스텐계 기본조성에서 니켈과 철의 량이 중합금의 범위(중량비로 약 10%)내에서 변화하거나 불순물의 량이 다를 경우에는 본 발명에서 미량원소로 첨가되는 란타늄이나 칼슘의 량은 일반적인 합금의 첨가제에서와 마찬가지로 어느정도 변화가 가능하다.On the other hand, when the amount of nickel and iron in the tungsten-based basic composition is changed within the range of the alloying gold (about 10% by weight) or the amount of impurities is different, the amount of lanthanum or calcium added as a trace element in the present invention is a general alloy. As with additives, some variation is possible.

본 발명의 중합금은 다음과 같은 제조방법을 통하여 제조된다.Polymeric gold of the present invention is produced through the following manufacturing method.

먼저, 텅스텐계 중합금의 범위내로 칭량된 W-Ni-Fe 분말 혼합체에 란타늄이나 칼슘을 첨가하여 습식 혼합한 다음 건조 및 성형공정을 거쳐 수소분위기의 관상로에서 예비소결을 한다. 예비소결 후 1475℃의 수소분위기 하에서 60 내지 100분간 소결한 후 1150℃의 불활성분위기에서 열처리하고 수냉한 다음 다시 500-600℃의 불활성 분위기에서 열처리함으로써 본 발명의 고인성 텅스텐계 중합금이 얻어진다.First, lanthanum or calcium is added to the W-Ni-Fe powder mixture weighed in the range of tungsten-based polymer alloy and wet-mixed, and then presintered in a tubular furnace of a hydrogen atmosphere through a drying and molding process. After pre-sintering, sintering in a hydrogen atmosphere at 1475 ° C. for 60 to 100 minutes, heat treatment in an inert atmosphere at 1150 ° C., water cooling, and heat treatment in an inert atmosphere at 500-600 ° C., thereby obtaining a high toughness tungsten polymer alloy of the present invention. .

이와 같은 본 발명의 중합금은 미량원소로 첨가된 란타늄이나 칼슘이 인이나 황과 같은 불순물의 입계편석을 방지함에 따라 원료분말중에 포함된 불순물의 양이나 제조공정시의 냉각속도를 비롯한 재열처리등에 관계없이 균일하고 높은 인성을 나타낸다.Such polymerized gold of the present invention is used in reheating treatment, including the amount of impurities contained in the raw powder or the cooling rate during the manufacturing process, as lanthanum or calcium added as a trace element prevents grain boundary segregation of impurities such as phosphorus and sulfur. Irrespective of uniformity and high toughness.

상기 본 발명은 다음의 실시예를 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.The present invention will be more clearly understood through the following examples.

[실시예 1]Example 1

각기 인이 150ppm 정도로 많은 양이 포함된 경우와 황이 200ppm 정도 포함되고 텅스텐계 중합금의 조성범위로 칭량된 W-Ni-Fe 분말혼합체에 란타늄이 본 발명 중합금의 범위 내에 속하는 양만큼 잔류하도록 LaCl3, 7H20 형태로 증류수에 용해한 후 첨가하여 습식 혼합하였다.LaCl so that the amount of lanthanum in the W-Ni-Fe powder mixture containing about 200 ppm of phosphorus and about 200 ppm of sulfur and weighed in the composition range of tungsten-based alloying gold remain in the range of the present invention. After dissolving in distilled water in the form of 3 , 7H 2 0, the mixture was wet mixed.

또다른 본 발명 시편을 제작하기 위하여 황이 50 내지 200ppm 포함된 W-Ni-Fe 분말혼합체에 칼슘이 원하는 양만큼 잔류하도록 Ca(NO3)24HO(calcium nitrate)를 에틸알콜에 녹인 후 첨가하여 습식 혼합하였다.In order to prepare another sample of the present invention, sulfur is dissolved by adding Ca (NO 3 ) 2 4HO (calcium nitrate) to ethyl alcohol so that the amount of calcium remains in a W-Ni-Fe powder mixture containing 50 to 200 ppm, and then wetted. Mixed.

다음, 혼합이 완료된 분말혼합체를 70℃로 가열된 오븐(oven)에서 4시간동안에 걸쳐 증류수를 증발시킨후 충분히 분쇄하였다. 분쇄된 분말을 압축분리형 금형을 이용하여 100MPa의 압력으로 가압하여 충격시험편이나 인장시험편의 형태로 성형하였다. 이후 압분체의 예비소결은 수소분위기의 관상로에서 950℃까지 45-50℃/분의 일정한 속도로 가열한 다음 1시간 30분에 걸쳐 행하고 1200℃에서 30분 수행하였다.Next, the mixed powder mixture was pulverized sufficiently after distilled water was evaporated over 4 hours in an oven heated to 70 ℃. The pulverized powder was pressurized at a pressure of 100 MPa using a compression separation mold to form a impact test piece or a tensile test piece. Thereafter, the pre-sintering of the green compact was carried out at a constant rate of 45-50 ° C./minute to 950 ° C. in a tubular furnace of a hydrogen atmosphere, followed by 1 hour and 30 minutes, and was performed at 1200 ° C. for 30 minutes.

예비소결이 완료된 시편은 1475℃에서 60분 내지 100분 동안 수소분위기에서 소결하였다. 소결온도에서 냉각시간은 약 60분이었다. 소결후 시편을 1150℃의 질소나 아르곤과 같은 불활성분위기중에서 1시간동안 열처리한 다음 수냉하였다. 이같이 하여 얻어진 충격시험용 시편은 노치가 없이 7.5mm×7.5mm×32mm로 가공하여 샤피충격시험을 행하였다.The presintered specimens were sintered in a hydrogen atmosphere at 1475 ° C. for 60-100 minutes. The cooling time at the sintering temperature was about 60 minutes. After sintering, the specimens were heat-treated for 1 hour in an inert atmosphere such as nitrogen or argon at 1150 ° C. and then water cooled. The impact test specimen thus obtained was processed to 7.5 mm x 7.5 mm x 32 mm without a notch, and the Charpy impact test was performed.

인장시험이나 충격시험후 파면을 관찰하였고 오거전지분 광범(Auger electron spectroscopy)로 계면의 성분을 분석하였다.The wavefront was observed after the tensile test and the impact test, and the composition of the interface was analyzed by Auger electron spectroscopy.

상기 방법을 통하여 얻어진 시편들에 대한 인장성질 및 충격성질은 아래의 표 1과 표 2에 나타나 있다.Tensile and impact properties of the specimens obtained through the method are shown in Tables 1 and 2 below.

[표 1]TABLE 1

[표 2]TABLE 2

위의 표 1과 표 2에서 시편 A1-A5는 본 발명 중합금의 시편이고 시편 B1-B3는 본 발명 중합금과의 대비를 위한 비교 시편으로 종래의 중합금이다.In Table 1 and Table 2 above, the specimen A1-A5 is a specimen of the present invention gold and the specimen B1-B3 is a comparison specimen for comparison with the present invention gold is a conventional gold alloy.

상기 표 1의 시편 B1에서와 같이 인이 150ppm만큼 많이 포함된 경우 종래의 편석방지방법인 열처리온도에서 수냉을 하더라도 충격에너지는 매우 낮게 나타났으나, 란타늄이 각각 0.1wt% 및 0.3wt% 첨가된 본 발명 시편의 경우에는 인장성질은 약간 감소하였으나 충격에너지는 급격히 증가하였다.As shown in the specimen B1 of Table 1, when the phosphorus is contained as much as 150ppm, even though the water is cooled at the heat treatment temperature of the conventional segregation prevention method, the impact energy is very low, but lanthanum is added 0.1wt% and 0.3wt%, respectively. In the case of the present invention, the tensile properties slightly decreased, but the impact energy rapidly increased.

한편, 제 1 도는 시편의 충격파면에 대한 주사전자현미경 사진으로서 a는 시편 B1의 파면이고 b는 시편 A2의 파면이다.1 is a scanning electron micrograph of the shock wave surface of the specimen, where a is the wavefront of specimen B1 and b is the wavefront of specimen A2.

내부에 인이 150ppm 정도 존재할 때 고온에서 수냉하더라도 제 1 도의 a에서와 같이 시편 B1은 계면취하가 일어나서 충격성질이 저하되는 데, 이는 인이 텅스텐과 텅스텐 사이의 계면이나 텅스텐과 기지사이의 계면에 편석되어 계면취화를 일으켰기 때문이다.Even when water is cooled at a high temperature when 150 ppm of phosphorus is present inside, specimen B1 undergoes interfacial bleeding as shown in a of FIG. 1, thereby deteriorating impact properties, which causes phosphorus to be present at the interface between tungsten and tungsten or the interface between tungsten and base. This is because segregation caused interfacial embrittlement.

이같은 사실은 사진a에 명확하게 나타나 있는 바, C, D로 표시된 지점이 각각 텅스텐과 텅스텐사이의 입계(취성)파괴, 텅스텐과 기지사이의 입계파괴된 곳이다.This is evident in the photographs, where the points marked C and D are the grain boundary fractures between tungsten and tungsten and the grain boundary fractures between tungsten and the base, respectively.

이에반하여, 본 발명 시편 A2에 대한 파면사진b에서와 같이 150ppm의 인이 존재하는 시편에 0.3wt%의 란타늄이 첨가된 경우에는 텅스텐 내부가 기지상을 따라 전형적인 연성파괴 양식인 입내파괴가 일어나서 충격성질이 증가하였다. 이는 인을 함유하는 란타늄화합물(화살표로 표시된 부분)의 생성으로 인의 편석이 억제되었기 때문이며, A, B로 표시된 부분은 각각 니켈이 주성분인 기지의 입내(연성)파괴 및 텅스텐 입내 파괴된 것이다.On the contrary, when 0.3 wt% of lanthanum is added to the specimen having 150 ppm of phosphorus as shown in the wavefront photograph b of the specimen A2 of the present invention, the tungsten interior has a typical soft fracture form along the matrix, resulting in impact resistance. Increased. This is because segregation of phosphorus was suppressed by the production of a lanthanum compound containing a phosphorus (parts indicated by arrows), and parts indicated by A and B were broken into known (soft) fractures and tungsten mouths containing nickel as a main component, respectively.

또한, 표 2에서와 같이 황이 50-200ppm 포함된 경우 역시 인의 영향과 유사하게 종래의 중합금 시편 B2 및 B3는 충격성질이 크게 감소하나, 칼슘이 0.01 내지 0.04wt% 첨가되거나 란타늄이 0.3wt% 첨가된 본 발명 시편 A3 내지 A5는 조직내에 칼슘화합물이나 란타늄화합물을 생성하여 황의 편식을 억제함으로써 높은 충격성질을 나타내었다.In addition, as shown in Table 2, when the sulfur is contained 50-200ppm, similar to the effect of phosphorus, the conventional alloy gold specimens B2 and B3 have a significantly reduced impact properties, but 0.01 to 0.04wt% calcium or 0.3wt% lanthanum is added. The added specimens A3 to A5 of the present invention exhibited high impact properties by forming calcium compounds or lanthanum compounds in the tissues and suppressing sulfur unbalance.

[실시예 2]Example 2

원료분말이 주의깊게 제조되어 인이 단지 20ppm 정도로 매우 적은 양이 존재하는 분말혼합체에 란타늄이나 칼슘이 첨가됨으로써 나타나는 영향을 조사하기 위하여 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 시편을 소결하여 1150℃의 분활성 분위기하에서 1시간동안 열처리한 다음 각 시편에 대해 냉각속도를 달리하여 냉각시킨다. 또한 열처리 후 수냉을 한 다음 500-600℃의 불활성분위기에서 1시간동안 시효처리하여 충격에너지 변화를 측정하였던 바, 그 결과는 제 2 도에 나타나 있으며, 측정된 충격에너지의 값은 아래의 표 3과 같다.In order to investigate the effect of the addition of lanthanum or calcium to the powder mixture in which the raw material powder is carefully prepared and the phosphorus is present in a very small amount of only about 20 ppm, the specimen is sintered by the same method as in Example 1 to obtain an activity of 1150 ° C. After annealing in an atmosphere for 1 hour, the samples were cooled at different cooling rates. In addition, after the heat treatment and water cooling and then aged for 1 hour in an inert atmosphere of 500-600 ℃ to measure the impact energy change, the results are shown in Figure 2, the measured impact energy values are shown in Table 3 below Same as

[표 3]TABLE 3

위의 표 3에서 시편 A6과 A7은 본 발명 중합금 시편이고 시편 B4는 본 발명 중합금과의 비교를 위한 종래의 중합금 조성을 갖는 비교시편이다.In Table 3 above, specimens A6 and A7 are the present invention gold alloy specimens and specimen B4 is a comparative specimen having a conventional polymer gold composition for comparison with the present invention gold alloy.

표 3에 나타난 바와 같이 열처리온도에서 수냉후 600℃에서 1시간 정도 열처리하는 경우 종래의 중합금(즉, 시편 B4)은 충격성질이 급격히 저하되었으나, 란타늄이 첨가된 본 발명 중합금(즉, 시편 A6)과 칼슘이 첨가된 본 발명 중, 시편 A7은 높은 충격성질을 유지하였다.As shown in Table 3, in the case of heat treatment at 600 ° C. for 1 hour after water cooling, the conventional polymerized gold (ie, specimen B4) had a sharp drop in impact property. In the present invention in which A6) and calcium were added, specimen A7 maintained high impact properties.

제 2 도의 냉각시간과 충격에너지간의 관게를 보인 그래프에서와 같이, 인이 20ppm 만큼 적게 포함된 경우 열처리 온도로부터 냉각시간이 길어짐에 따라 종래의 중합금(시편 B4)은 인의 편석량이 증가되어 충격성질이 급속이 감소하게 되나, 란타늄이 0.1-0.3wt% 첨가된 본 발명 중합금(시편 A6)은 충격성질이 거의 감소하지 않음을 알 수 있다.As shown in the graph showing the relationship between the cooling time and the impact energy of FIG. 2, when the phosphorus is contained as little as 20 ppm, the conventional polymerized alloy (Sample B4) increases the amount of segregation of phosphorus as the cooling time increases from the heat treatment temperature. Although the properties are rapidly reduced, it can be seen that the present invention gold (Sample A6) to which the lanthanum is added in an amount of 0.1-0.3 wt% has almost no impact property.

한편, 칼슘이 0.04-0.05wt% 첨가된 본 발명 중합금(시편 A7)은 충격에너지값이 1150℃에서 수냉된 조건과 1시간동안 수냉된 조건에서 각각 38(±6) joules 및 33(±6) joules를 나타내었다.Meanwhile, the present invention gold alloy (Sample A7) to which 0.04-0.05 wt% of calcium was added was 38 (± 6) joules and 33 (± 6) under the condition that the impact energy value was cooled at 1150 ° C. and cooled for 1 hour. ) joules.

그런데, 이 값들은 제 2 도에 나타나 있는 종래의 중합금(시편 B4)의 충격에너지인 수냉조건의 28.5(±8) joules 및 수냉조건의 5.4(±3) joules에 비해 훨씬 높음을 알 수 있다.However, these values are much higher than 28.5 (± 8) joules in water cooling conditions and 5.4 (± 3) joules in water cooling conditions shown in FIG. .

Claims (3)

중량%로 W이 90-95%, Ni이 2-9%, Fe이 1-3%인 W-Ni-Fe계를 기본조성으로 하여 La이 0.01-1.0% 함유되고 기타 합금제조시 불가피한 불순물이 포함되어 이루어진 고인성 텅스텐계 중합금.W-Ni-Fe, which is 90-95% in weight, 2-9% in Ni and 1-3% in Fe, is 0.01-1.0% by weight of La and contains inevitable impurities when manufacturing other alloys. High toughness tungsten-based polymer gold is included. 중량%로 W이 90-95%, Ni이 2-9%, Fe이 1-3%인 W-Ni-Fe 계를 기본조성으로 하여 Ca이 0.01-0.3% 함유되고 기타 합금제조시 불가피한 불순물이 포함되어 이루어진 고인성 텅스텐계 중합금.W-Ni-Fe, which is 90-95% by weight, 2-9% by Ni, and 1-3% by Fe, contains Ca by 0.01-0.3% by weight and contains unavoidable impurities when manufacturing other alloys. High toughness tungsten-based polymer gold is included. 중량%로 W이 90-95%, Ni이 2-9%, Fe이 1-3%로 이루어진 W-Ni-Fe 분말혼합체에 La 0.01-0.1% 또는 Ca 0.01-0.3%를 혼합하여 건조, 분쇄 및 성형공정을 거쳐 예비성형한 후 1475℃의 수소분위기 중에서 60 내지 100분동안하여 얻어진 합금은 1150℃의 불활성 분위기에서 1시간 열처리하고 수냉한 다음 500-600℃의 불활성분위기에서 1시간동안 시효처리함을 특징으로 하는 고인성 텅스텐계 중합금의 제조방법.W-Ni-Fe powder mixture consisting of 90-95% W, 2-9% Ni and 1-3% Fe by weight, dried and ground by mixing La 0.01-0.1% or Ca 0.01-0.3% After preforming through a molding process, the alloy obtained by heating for 60 to 100 minutes in a hydrogen atmosphere at 1475 ℃ for 1 hour heat treatment in an inert atmosphere of 1150 ℃, water cooled and then aged for 1 hour in an inert atmosphere of 500-600 ℃ Method for producing a high toughness tungsten-based polymer gold, characterized in that.
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