티타늄 합금 소재는 제조 공정 및 사용 요구 사항과 밀접하게 연관되어 있기 때문에 패스너 제조에서 중요한 역할을 합니다.
티타늄 합금 패스너의 제조 공정은 소성 변형, 표면 강화 및 가공이라는 세 가지 주요 측면을 포함합니다. 소성 변형 기술에는 스웨이징, 네킹다운, 나사 롤링과 같은 공정이 포함됩니다. 표면 강화에는 볼트 하중-지지 표면 및 로드 전환 영역과 같은 영역 강화가 포함됩니다. 선삭, 밀링, 연삭과 같은 기계 가공 기술도 사용됩니다.
패스너용 티타늄 합금 소재의 선택은 특정 용도와 해당 성능 요구 사항에 따라 달라집니다. 예를 들어 리벳은 설치 시 한쪽 끝 또는 양쪽 끝을 형성해야 하기 때문에 높은 소성을 요구합니다. 반면, 볼트는 일반적으로 고강도 합금강(예: 30CrMnSiA)에 필적하는 고강도를 필요로 하므로 고강도-티타늄 합금을 사용하는 경우가 많습니다.
패스너용 티타늄 합금 재료는 산업용 순수 티타늄, ( + )-형 합금, -형 합금의 세 가지 유형으로 크게 분류할 수 있습니다. 산업용 순수 티타늄에는 주로 TA1과 TA2가 포함됩니다. ( + )- 유형 합금에는 TC4, TC6, Ti-662가 포함되며, 그 중에서도 . - 유형 합금은 주로 준안정 - 유형 티타늄 합금으로 구성되며, 여기서 몰리브덴 등가물은 일반적으로 약 10%입니다. 몰리브덴 당량이 10% 미만인 근-베타 합금은 열처리 시 강화 효과가 부족한 반면, 몰리브덴 당량이 10%를 초과하는 안정한 -형 합금은 높은 -상 안정성을 보여 분해가 어렵습니다. 따라서 준안정 -형 티타늄 합금이 가장 뚜렷한 강화 효과를 나타냅니다. 또한 준안정 -형 티타늄 합금은 냉간 성형성이 뛰어나 특수 가열 장비 및 가스 보호 매체 없이도 냉간 압조가 가능합니다. 그 결과 성형 패스너의 생산 효율성, 재료 활용도, 치수 정밀도 및 표면 품질이 향상됩니다. 이와 대조적으로, ( + )- 유형의 티타늄 합금 패스너는 열간 압조 공정을 통해서만 생산할 수 있으며 전용 가열 장비와 가스 매체가 필요하므로 생산 효율성, 재료 활용도가 낮아지고 온도 불균일 문제가 발생할 수 있습니다.
순수 티타늄으로 만든 리벳의 경우 인장 강도는 일반적으로 350MPa를 초과하는 반면 전단 강도는 240~350MPa입니다. ( + )- 유형 합금으로 만든 리벳은 어닐링 상태에서 사용되는 반면, - 유형 합금으로 만든 리벳은 용체화- 처리된 상태에서 사용됩니다. 두 합금 유형 모두 800-950 MPa의 유사한 인장 강도와 600 MPa를 초과하는 전단 강도를 나타냅니다.
TC4를 제외한 볼트용 티타늄 합금 소재는 주로 준안정 -형 합금으로 구성되며 용체화 처리 및 시효 조건에서 활용됩니다.- 1,200MPa 이상의 인장 강도를 달성할 수 있는 TB8, TB9 및 Ti{9}}555 합금을 제외하고 대부분의 티타늄 합금은 약 1,100MPa의 인장 강도와 650~700MPa 범위의 전단 강도를 나타냅니다.
