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KR100432583B1 - 높은열적부하를견딜수있는구조적요소의제조방법 - Google Patents

높은열적부하를견딜수있는구조적요소의제조방법 Download PDF

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KR100432583B1
KR100432583B1 KR1019960012862A KR19960012862A KR100432583B1 KR 100432583 B1 KR100432583 B1 KR 100432583B1 KR 1019960012862 A KR1019960012862 A KR 1019960012862A KR 19960012862 A KR19960012862 A KR 19960012862A KR 100432583 B1 KR100432583 B1 KR 100432583B1
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크네링거 귄터
플뤠휠 라우렌쯔
라이너 훌로리안
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플란제 악틴게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 융합반응기의 차열판과 같은 과도한 열적부하를 견딜 수 있는 부품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 예컨대 흑연으로된 고내열성재료 부품과 금속의 연질 중간층을 입힌 금속 부품을 접합후 고에너지 빔 용접이 적용된다.

Description

높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조 방법
본 발명은 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조 방법에 관한 것으로, 1 또는 그 이상의 고내열성 재료 부품이 적어도 하나의 금속 부품과 접합되고, 고내열성 재료로 구성된 상기 부품들의 접합될 표면이, 서로 접합되기 전에, 금속의 연성 중간층으로 코팅된다.
높은 열적부하를 견딜 수 있는 이러한 구조적 요소들의 전형적인 예는, 예를 들면, DE-PS 34 16 843 호에 기술된 바와 같은, 융합반응기용 변환기(diverters) 및 제한기(limiters)이다. 이러한 차열판의 실시예에 따르면, 흑연이 고내열성 부품에 바람직한 재료로서 이용되고, 이것은 납땜에 의해 상기 금속 부품에 접합되고, 튜브로 성형되며, 바람직하게는 몰리브덴으로 구성된 냉매 파이프로서 기능한다. 은-구리를 기초로하는 화합물들이, 상기 납땜된 접합부에 요구되는 높은 열적 조건들을 적합하게 만족시키기 때문에, 이러한 목적을 위한 납땜 재료로서 이용된다.
그러나, 이러한 유형의 차열판의 단점은, 내열성, 양호한 열전도, 그리고 과다한 열기계적 응력을 피하기 위해 가능한한 비슷한 개별적인 부품들의 열팽창과관련된 엄격한 요구조건들 때문에, 상기 납땜 공정 및 작동 중에, 일반적으로, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금과 같이, 오직 상대적으로 비싼 재료들만이 금속 부품들에 이용될 수 있다는 것이다.
상기 금속 부품에, 구리 또는 니켈-철 합금과 같은, 덜 비싼 재료들을 이용하려는 많은 시도가 있어왔다. 몰리브덴과 대조적으로, 이러한 재료들은 흑연과 매우 상이한 열팽창계수를 가지기 때문에, 이러한 재료들의 이용은, 높은 주기적 열응력하에서도, 상기 개별 부품들의 모든 영역의 양호한 접착을 보장하기 위한 중간층의 추가가 요구되었다.
높은 열적부하를 견딜 수 있는 이러한 유형의 구조적 요소는, 예를 들면, WO95/07869 호에 기술되어 있다. 그러나, 상기 금속 부품들에 구리 또는 니켈-철 합금을 사용하는 것은 종종 요구되는 높은 열적 강도를 달성하지 못하게 하기 때문에, 이러한 유형의 구조적 요소들도 적합하지 않은 것으로 종종 판명되어 왔다.
상기 금속 부품을 다시 비싼 몰리브덴으로 환원시킬 필요 없이 이러한 구조적 요소들의 열적 강도를 증가시키기 위한 한가지 가능성은 분산강화 또는 석출경화된 고내열성 합금들(구리 합금들과 같은)을 이용하는 것이다. 그러나, 이러한 재료들의 단점은 그것들의 유리한 기계적 강도 특성들이 고온에 단지 단시간 노출됨에 의해서도 상당히 손상된다는 점이다. 이러한 재료들을 상기 흑연 부품들에 납땜하는 동안 발생하는 이러한 온도는 일반적으로 강도값들을 받아들일 수 없을 정도로 이미 손상시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소를 제조하는 방법을 창안하는 것으로, 상기 개별적인 부품들 사이의 용납될 수 없는 열적 응력을 피하고 또한 상기 접합 공정 동안에 그것들의 우수한 강도 특성들을 잃지 않으면서 적정한 가격의 상기 금속 부품용 고내열성 재료들을 이용할 수 있도록, 내열성 재료로 구성된 이러한 부품들이 상기 금속 부품들에 접합된다.
본 발명에 따르면, 상기 목적 및 다른 목적들은 상기 부품들을 고에너지 빔 용접에 의해 접합함으로써 달성된다. 고에너지 빔 용접에 대해 잘 알려진 공정은, 예를 들면, 전자빔 용접 또는 레이저 용접이다. 본 발명의 고에너지 빔 용접 공정의 준비에 있어서, 상기 내열성 재료 부품은 연성의 금속 중간층으로 코팅된다. 상기 내열성 재료들을 상기 금속 부품들에 접합하기 전에 상기 중간층을 적용하는 것은 공정 온도가 단지 상기 내열성 재료의 특성에 의해 제한된다는 장점을 갖는다. 이러한 중간층의 이용은 뒤따르는 고에너지 빔 용접에 의해 상기 개별적인 부품들의 훌륭한 접합을 제공하고, 반면에 상기 금속 부품들의 강도 특성들은 영향받지 않는다.
상술한 본 발명의 특정 목적 및 장점들은 본 발명에 의해 달성될 수 있는 목적 및 장점들의 예시이며, 달성될 수 있는 가능한 장점들이 완전히 게시된 것은 아니며, 이러한 목적 및 장점들로 한정하고자 하는 의도는 아니다. 따라서, 본 발명의 이러한 목적들 및 장점들 그리고 다른 목적 및 장점들이 여기에서의 기재로부터 자명할 것이며 또는 여기에 구체화되거나 또는 당해 기술 분야의 당업자들에게 자명한 어떤 변형예들의 관점에서 수정되어 본 발명을 실시함으로써 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 도시되고 기술된 신규한 부품들, 구성, 배열, 조합및 개선점들이 존재한다.
본 발명에 따르면, 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소를 제조하는 방법이 제공되는데, 여기서 내열성 재료들로 구성된 부품들은 고에너지 빔 용접에 의해 금속 부품들에 접합된다. 고에너지 빔 용접에 대해 잘 알려진 적합한 공정은 전자빔 용접 또는 레이저 용접을 포함한다.
고에너지 빔 용접 공정의 준비에 있어서, 내열성 재료(흑연, 세라믹재료들 또는 텅스텐과 같은)로 구성된 상기 부품들은 연성 금속 중간층으로 코팅된다. 상기 중간층은, 상기 중간층의 상기 내열성 재료에의 우수한 접합을 보장하는 배킹업, 플라스마 분사 또는 다른 적합한 기술과 같은 확립된 기술에 의해 적용될 수 있다.
상기 내열성 재료들을 상기 금속 부품들에 접합시키기 전에 상기 중간층을 적용하는 것은 공정 온도들이 단지 상기 내열성 재료의 특성에 의해서만 제한되는 장점을 갖는다. 상기 중간층의 이용은 뒤따르는 고에너지 빔 용접에 의해 상기 개별적인 부품들의 우수한 접합을 제공하며, 반면에 상기 금속 부품들의 강도 특성들은 영향받지 않는다.
상기 연성 중간층은 나쁜 고온 특성들을 가지기 때문에, 이것의 두께는 최소로 유지되는 것이 바람직하다. 잘 알려진 바와 같이, 용접 작업은 상기 용접 위치의 바로 그 주위에서 상기 재료의 용융으로 귀결될 것이다. 따라서 당업자들은 매우 얇은 중간층을 갖는 내열성 재료들로 구성된 부품들을 상기 금속 부품들에 접합시키는 용접 공정의 이용이 상기 중간층의 상기 내열성재료에의 접합에 관한 심각한 단점들을 갖는 것으로 기대할 것이다. 그러나, 매우 놀랍게도, 용접 기술로서 고에너지 빔 용접을 이용함으로써, 상기 중간층의 요구되는 최소 두께를 가지고도 상기 중간층의 상기 내열성 재료에의 접합에 불리한 영향을 미치지 않는다. 상기 고에너지 빔 용접 공정은 상기 용접부의 전체 깊이에 걸쳐 균일한 너비를 허용한다. 상기 접합된 구조적 요소의 뒤틀림은 극히 드물다.
본 발명에 따른 상기 공정의 이용은 상기 내열성 재료로 흑연(바람직하게는 탄소섬유로 강화된 흑연)을 이용하는 경우, 그리고 또한 상기 금속 부품으로 고내열성 구리 합금을 이용하는 경우에 높은 열적 부하를 견딜 수 있는 구조적 요소를 제조하는데 특히 유리하다.
상기 중간층은 0.5 내지 2 mm 사이의 두께를 갖는 순수한 구리 또는 구리 합금을 포함하는 것이 바람직하다.
그러나, 본 발명은 상술된 유리한 유형의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 흑연 다음으로, 세라믹 재료들 뿐만 아니라 텅스텐이 상기 내열성 재료로서 적합하다. 상기 중간층에 대해서는, 예를 들면, 크롬, 또는 구리 및/또는 니켈이 첨가된 고-크롬 합금(high-chromium alloys)이 적합하다.
이하 본 발명은 다음 실시예에 의해 더욱 상세히 설명된다.
실시예 1
"평 타일 설계(Flat Tile Design)"를 기초로 하는 융합반응기용 냉각 모듈이 다음과 같이 제조되었다;
26×32×10 ㎣ 크기를 갖는 탄소 섬유 강화된 흑연으로된 5개의 타일들은 접합될 표면에 충격 레이저빔에 의한 표면구조가 부여되었다. 그 다음 이것들은 진공노에서 약 1100℃ 온도에서 2 mm 두께의 순수한 구리층으로 백업되었다. 이렇게 코팅된 상기 타일들은 그것들의 코팅된 표면이 32×32×130 ㎣ 크기를 갖는 석출경화된 구리-크롬-지르코늄 합금으로된 로드상에 있도록 위치되고, 전자빔 용접기계를 이용하여 함께 접합되었다.
상기 용접 파라미터들은 상기 용접 시임이 상기 타일 표면에 거의 도달되도록 선택되었고, 상기 용접 시임의 너비는 상기 영역에서 가능한한 일정하게 선택되었다.
실시예 2
"모노블록 설계"를 기초로 한 융합반응기용 냉각 모듈이 다음과 같이 제조되었다;
15 mm 구멍들이 30×22×20 ㎣ 크기를 갖는 2개의 탄소 섬유 강화된 흑연 타일들 속으로 천공되었다. 상기 천공된 표면은 그 다음 약 100㎛ 직경의 구멍들을 충격 레이저로 상기 표면에 수직하게 위치시킴에 의해 거칠어졌다. 세정후, 상기 흑연 부품은 진공속에서 1200℃로 60분 동안 가열냉각(annealing)되었다. 상기 천공된 표면은 20㎛ 두께의 티타늄 호일로 완전히 덮여졌다.
그 다음 2mm 의 벽 두께를 갖는 초음파 세정된 구리 튜브가 상기 천공 구멍속으로 삽입되었고, 상기 티타늄 호일과 견고한 접합을 수행하였다. 흑연 코어가 상기 구리 튜브의 내부로 견고하게 끼워맞춤되었다. 상기 구리 튜브를 용해시킴에 의해, 상기 타일 내의 천공 구멍들이 상기 구리 튜브로 백업되었다. 상기 백업된구리 튜브는 1mm 의 벽 두께로 기계적으로 쉐이빙되었다.
이에 따라, 그 다음 상기 타일들은 분산강화된 구리 합금 튜브상으로 슬라이딩되고 견고하게 끼워맞춤되었다. 상기 타일들을 서로 분리하기 위해, 그리고 용접 시임들의 겹침을 피하기 위해, 분산강화된 구리합금으로 구성된 상기 튜브들은 상기 타일 단부들을 직접적으로 연결시키는 방사형 홈과 끼워맞춤되었다. 그 다음 상기 개별적인 타일들은 상기 튜브의 외주면을 따라 분산강화된 구리 합금 튜브에 용접되었다. 상기 용접된 접합부는 또한 메탈로그래픽 테스트 및 초음파 검사에 의해 있을지 모르는 용접 결함을 찾기위해 검사되었다. 이로서, 상기 용접된 접합부가 완벽한 상태인 것으로 확인되었다.

Claims (9)

  1. 탄소 섬유 강화 흑연을 포함하는 고내열성 재료로 구성된 1 또는 그 이상의 부품들이 적어도 하나의 금속 부품과 접합되는, 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법에 있어서,
    상기 고내열성 재료로 구성된 부품들의 접합될 표면을 금속의 연성 중간층으로 코팅하는 단계; 그리고
    상기 고내열성 재료로 구성된 1 또는 그 이상의 부품들을 고에너지 전자 빔 용접에 의해 상기 적어도 하나의 금속 부품에 접합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법.
  2. 고내열성 재료로 구성된 1 또는 그 이상의 부품들이 고내열성 구리합금을 포함하는 적어도 하나의 금속 부품과 접합되는, 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법에 있어서,
    상기 고내열성 재료로 구성된 부품들의 접합될 표면을 금속의 연성 중간층으로 코팅하는 단계; 그리고
    상기 고내열성 재료로 구성된 1 또는 그 이상의 부품들을 고에너지 전자 빔 용접에 의해 상기 적어도 하나의 금속 부품에 접합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 부품은 고내열성 구리 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층은 순수한 구리 또는 구리 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 중간층은 순수한 구리 또는 구리 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 중간층은 순수한 구리 또는 구리 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 중간층의 두께는 0.5 내지 2 mm 사이인 것을 특징으로 하는 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 중간층의 두께는 0.5 내지 2 mm 사이인 것을 특징으로 하는 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 중간층의 두께는 0.5 내지 2 mm 사이인 것을 특징으로 하는 높은 열적부하를 견딜 수 있는 구조적 요소의 제조방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT3175U1 (de) * 1999-02-05 1999-11-25 Plansee Ag Verfahren zur herstellung eines thermisch hoch belastbaren verbundbauteiles
DE19926118A1 (de) * 1999-06-08 2000-12-21 Reinz Dichtungs Gmbh Verfahren zur Herstellung von Hitzeschildern und Hitzeschild
EP1183746A1 (en) * 2000-01-26 2002-03-06 Lion Compact Energy, Inc. Electrolytes for dual graphite energy storage system
AT8158U1 (de) * 2004-10-27 2006-02-15 Plansee Ag Monoblock kühleinrichtungskomponente
AT8485U1 (de) * 2005-03-22 2006-08-15 Plansee Se Erste-wand-komponente für fusionsreaktor
AT8749U1 (de) * 2005-08-29 2006-12-15 Plansee Se Verbundbauteil mit strukturiertem wolframteil
AT9173U1 (de) * 2005-12-06 2007-05-15 Plansee Se Erste-wand-komponente mit ringsegment
AT9000U1 (de) * 2005-12-23 2007-03-15 Plansee Se Wärmesenke aus einer kupferlegierung
DE102010041532A1 (de) * 2010-09-28 2012-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Verbundbauteil
CN114309910B (zh) * 2021-12-31 2023-04-07 浙江工业大学 一种铜铬锆合金的电子束焊接工艺及焊后热处理方法
CN116693313B (zh) * 2023-05-24 2024-09-27 北京科技大学 一种c/c复合材料的激光焊接方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2543140C3 (de) * 1975-09-26 1978-05-18 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren zum Herstellen vonlesten Lötverbindungen zwischen Teilen aus keramischen hochtemperaturbeständigen Werkstoffen und hochschmelzenden Metallen
DE3416843A1 (de) * 1984-05-07 1985-11-14 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Aktiv gekuehlter hitzeschild
JPH0712566B2 (ja) * 1984-11-12 1995-02-15 サンアロイ工業株式会社 高硬度材料接合型工具の製造方法
JPS62182174A (ja) * 1986-02-05 1987-08-10 日本碍子株式会社 セラミツクス・金属複合体
DE3783117T2 (de) * 1986-08-18 1993-06-17 Philips Nv Verbindung eines elementes aus glass oder keramik und eines elementes aus metall.
JPH01181988A (ja) * 1988-01-13 1989-07-19 Hitachi Ltd ロツカアームの製造方法
US5230924A (en) * 1988-12-14 1993-07-27 Li Chou H Metallized coatings on ceramics for high-temperature uses
CH681285A5 (ko) * 1990-05-29 1993-02-26 Elpatronic Ag
US5407119A (en) * 1992-12-10 1995-04-18 American Research Corporation Of Virginia Laser brazing for ceramic-to-metal joining
US5428882A (en) * 1993-04-05 1995-07-04 The Regents Of The University Of California Process for the fabrication of aluminum metallized pyrolytic graphite sputtering targets
AT399473B (de) * 1993-09-14 1995-05-26 Plansee Metallwerk Thermisch hoch belastbares bauteil

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