본 문서는 당사의 2mm 순수 지르코늄 판재, 1.5mm 순수 니오븀 판재, NbZr1 합금 판재 및 Nb-1Zr 합금 와이어에 대한 표준화된 생산 공정, 냉간 및 열간 가공 특성, 그리고 잔류 응력 발생 원인을 설명합니다. 또한 니오븀-지르코늄 합금의 내식성에 중점을 두고 각 제품의 가공 조건 차이를 명확히 구분하며, 재료의 응력 이방성과 관련된 사항을 다룹니다.
전체 공정은 다음과 같습니다: 원자재 용해 → 고온 열간 단조 → 고온 열간 압연 → 표면 처리 → 다단 냉간 압연 → (선택 사항) 완제품 진공 어닐링 → 최종 검사 → 포장 및 출하.
니오븀 잉곳은 진공 소모성 아크 용해(VAR) 방식으로 제조됩니다. 기계 가공 및 결함 검사 후, 주조 조직을 파쇄하기 위해 1200~1400℃에서 열간 단조를 수행합니다. 이어서 1000~1200℃에서 열간 압연을 실시하여 5~8mm 두께의 열간 압연 슬래브를 제조합니다. 산세(pickling) 및 연마 공정을 통해 표면 산화 결함을 제거합니다. 니오븀은 상당한 가공 경화 특성을 나타내므로, 여러 차례의 냉간 압연 공정을 거쳐 최종 두께인 1.5mm로 가공합니다. 압연 과정 중에는 750~850℃에서의 중간 진공 어닐링(소둔) 공정을 적용하여 재료의 가소성을 지속적으로 회복시키고 압연 안정성을 확보합니다.
납품 형태는 두 가지로 구분됩니다. 하나는 최종 어닐링을 거치지 않아 상당한 방향성 잔류 응력이 존재하는 냉간 압연 시트이며, 다른 하나는 750~900℃에서 고진공 어닐링을 거쳐 잔류 응력이 대부분 제거되어 균일하고 안정적인 특성을 갖는 시트입니다. 고객의 요구 사항에 맞춘 주문 제작도 가능합니다.
전체 공정은 다음과 같습니다: 진공 합금 용해 → 열간 단조 및 열간 압출 → 중간 균질화 열처리 → 다단 냉간 인발(중간 어닐링 병행) → 최종 제품 정밀 인발 → 최종 제품 진공 어닐링 → 표면 처리 → 검사 및 포장.
고순도 니오븀 및 지르코늄 원료를 사용하여 다회의 진공 아크 용해 공정을 통해 Nb-1Zr 합금 잉곳을 제조합니다. 결함 검사 및 표면 박피(peeling) 후, 1200~1400℃에서 열간 단조 및 열간 압출을 거쳐 거친 형태의 빌릿(billet)을 만듭니다. 이 빌릿은 균질화 열처리와 표면 연마를 거친 뒤, 다단 냉간 인발 공정을 통해 점진적으로 직경이 축소됩니다. 니오븀-지르코늄 합금은 가공 경화가 매우 심하므로, 인발 과정에서 와이어의 균열이나 파단을 방지하기 위해 750~850℃에서의 고진공 중간 어닐링을 반복적으로 수행해야 합니다. 최종 치수로 정밀 인발된 와이어는 800~950℃에서 진공 어닐링을 거쳐 유연하고 잔류 응력이 낮은 상태가 됩니다. 마지막으로 교정(straightening), 결함 검사 및 기계적 성질 시험을 거친 후 코일 형태로 감겨 포장 및 출하됩니다.
