소재 자원선순환 : INVAR36 생산

안녕하세요. 주식회사 동아특수금속입니다. 당사는 국내 인바(Invar) 소재의 자원선순환 체계구축을 위한 첫 일환으로 인바(Invar) 스크랩을 매입하여 다시 소재로 재생산하고 있습니다. 그래서 오늘은 인바(Invar)에 대해 이야기 해보려고 합니다.

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인바(Invar)

 

인바(Invar)는 온도에 대해 불변이라는 뜻에서 불변강 (Invariable Steel) 이라고 불리는데 그 이유는 온도가 올라가도 열팽창이 거의 일어나지 않기 때문입니다.

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용도

항공기 제어, 액화가스의 생산 및 저장시설, 정밀기계. 측정용장비, 광학 및 레이저부품 등 온도의 변화에 치수가 변하면 오차의 원인이 되는 분야에 사용됩니다.

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종류

인바36 - 니켈함량 36%

인바42 - 니켈함량 42%

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인바36은 섭씨 204℃까지의 온도에서 카본 스틸의 약 1/10정도의 열팽창률을 가진 니켈-아이언 합금이며 35 - 38%가 니켈, Fe가 60%, Co 1.0% Mn 0.60%, Cr 0.50%, Mo 0.50%, Si 0.35%, S 0.025%, C 0.10%, P 0.025%로 구성되어 있습니다.

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-196℃의 극저온에서 260℃에 이르기까지 열팽창계수가 매우 낮아 실온에서는 온도가 약간 바뀌어도, 거의 치수가 변하지 않고 극저온에서도 높은 강도와 인성을 유지합니다.

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​※ 열팽창계수(Thermal expansion coefficient)

온도(열)이 1℃ 상승할 때 팽창된 크기와 팽창 전 크기의 비율을 말하고 선팽창계수와 부피(체적) 팽창계수가 있습니다. 이에 열팽창계수는 탄소량과 합금량이 많아지는 만큼 작아집니다.

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Invar-36, Invar-42, Invar-48 등 여러 종류가 있지만 당사는 Invar-36 봉재를 제작하여 LNG선 등에 사용되는 선재 개발과 금속 3D 파우더를 제작하는데 사용했습니다.

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인바36(Invar36)의 낮은 열팽창계수는 특히 온도 변화가 큰 환경에서 안정성을 요구하는 응용 분야에서 큰 장점으로 작용하며 고온 및 저온 환경에서도 뛰어난 성능을 발휘합니다.

 

INVAR 36
Temperature Range (℃)	Mean of Thermal Coefficient of expansion (10-6/ ℃)	Range of Thermal Coefficient of expansion (10-6/ ℃)
23~100	1.6	1.1~2.1
23~150	2.23	1.7~2.7
23~200	3.13	2.6~3.6

 

주로 지진크립 게이지, 엔진의 밸브, 항공우주 및 반도체 산업에서 인바36(Invar36)을 사용하여 기계적 구조물의 변형을 최소화하고 정밀한 작업을 가능하며, 다른 금속과의 조합에서도 그 특성을 유지할 수 있어 다양한 합금으로 제작된 부품에서도 안정성을 제공하는데 이는 특히 고온 환경에서의 내구성을 높이는데 기여합니다.

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또한, 특성이 우수한 알루미늄 피복 인바선을 중심으로 초내열 알루미늄 합금선을 외층에 연선한 제품의 인바심은 알루미늄에 Zr(Zirconium) 등을 소량 첨가하여 열처리한 합금선으로 해안지역 등 이종금속 접촉에 의한 전해 부식방지 및 내부식성이 특히 요구되는 가공전선로에 사용하기도 합니다.

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당사의 인바 생산 과정은 우선, 인바(Invar) 스크랩을 준비하고 나서 장입에 용이하게 스크랩을 필요 사이즈에 따라 절단합니다. 그 다음은 용해 과정입니다. 일정 시간이 지나면 깨끗하게 녹아진 인바 스크랩을 확인할 수 있습니다. 그러고 나면 당사가 직접 설계한 봉재 몰드에 용탕물을 부어 최종 봉재로 완성시킵니다.

 

용해 과정

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최종 캐스팅이 완료된 인바 봉재

 

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​​인바36(Invar36)은 열팽창계수 덕분에 다양한 산업 분야에서 필수적인 재료로 자리 잡고 있으며 정밀성과 안정성을 요구하는 응용 분야에서 큰 장점으로 작용하고 있습니다. 앞으로도 인바36(Invar36)의 활용 가능성은 더욱 확대될 것으로 기대됩니다.

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당사는 이처럼 다양한 슈퍼알로이를 봉재를 생산하고 있으며, 국내 소재산업 발전을 위해 다양한 노력을 기울이고 있습니다. 이에 당사는 국내외 회사들로부터 다양한 의뢰를 받고 있으며, 티타늄 스펀지 대체품 및 슈퍼알로이 봉재를 생산하기 위해 최선의 노력을 다하고 있습니다. 문의사항이나 제품을 구입하고 싶으시다면 언제든 아래의 연락처로 당사에 연락주시기 바랍니다. 감사합니다.

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​동아특수금속 소개

동아특수금속은 국내 최초로 타이타늄을 리싸이클링하여 국내외 제강사 및 기업들에 리싸이클링된 제강용 원료를 공급하고 있으며 주로 희소금속 위주의 금속들을 리싸이클링하고 있습니다. 국내에는 아직 희소금속 리싸이클링과 관련된 산업이 발달하지 않아 산업 수준은 해외 선진국들에 비해 미비하지만 꾸준한 연구개발을 통해 다양한 장비를 도입하는 등 국내 희소금속 소재 국산화에 최선을 다하고 있는 회사입니다. 회사와 관련하여 합금을 위한 타이타늄(티타늄) 스펀지 대체품 구입이나, 니켈, 지르코늄, TiAl봉재, Zr봉재, 인코넬625봉재, 인코넬718봉재 등 다양한 희소금속에 대한 논의를 하고자 하신다면 다음 아래의 연락처로 연락주시기 바랍니다.

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감사합니다.

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