Effect of cooling rate control on the change in hardness of the multi-purpose Ag-Pd-Zn-In-Sn alloy during porcelain firing simulation and post-firing heat treatment

다목적용 Ag-Pd-Zn-In-Sn계 합금의 모의소성 시 냉각속도의 조절이 소성 및 후열처리에 따른 경도변화에 미치는 영향

In this study, the effect of cooling rate control on the change in hardness of the multi-purpose Ag-Pd-Zn-In-Sn alloy during porcelain firing simulation and post-firing heat treatment was investigated, and the following results were obtained. Softening of the multi-purpose Ag-Pd-Zn-In-Sn alloy during porcelain firing simulation was suppressed by controlling the cooling rate. When the cooling rate was adjusted to stage 0(firing chamber moves immediately to upper end position), the alloy was softened during porcelain firing simulation, and the hardness was greatly increased by the additional post-firing heat treatment. When the cooling rate was adjusted to stage 3(firing chamber remains closed), the alloy was not softened even after porcelain firing simulation, and the hardness was apparently lowered by the additional post-firing heat treatment. The apparent increase in hardness in the post-firing heat treated alloy after porcelain firing simulation at cooling rate of stage 0 attributed to the active precipitation. The apparent decrease in hardness in the post-firing heat treated alloy after porcelain firing simulation at cooling rate of stage 3 attributed to the fact that the precipitates were solutionized into the matrix by the post-firing heat treatment.

본 연구에서는 소성 시 냉각속도를 조절하는 것과 동시에 소성 후 추가적인 후열처리를 시행하는 것이 후열처리를 시행하지 않는 것보다 합금의 경도 상승에 더욱 효과적인지 알아보고자, 다목적용 Ag-Pd-Zn-In-Sn계 합금을 이용하여 모의소성 시 냉각속도의 조절이 소성 및 후열처리에 따른 합금의 경도변화에 미치는 영향을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 다목적용 Ag-Pd-Zn-In-Sn계 합금의 모의소성 시 냉각속도를 조절함에 따라 합금의 연화가 억제되었다. Stage 0(4단계의 냉각속도 중 가장 빠른 속도; 소성로 챔버가 소성 종료 즉시 전체가 열린 상태로 냉각되는 단계)으로 냉각속도를 조절하여 합금을 소성한 경우, 모의소성 과정에서 합금이 연화되었으며, 적절한 시간동안의 후열처리가 경도상승에 효과적이었다. Stage 3(4단계의 냉각속도 중 가장 느린 속도; 소성로 챔버가 소성완료 후 닫혀진 상태로 냉각되는 상태)으로 냉각속도를 조절하여 합금을 소성한 경우, 모의소성 과정에서 합금이 연화되지 않았으며, 추가적인 후열처리는 합금의 경도를 하강시켰다. Stage 0으로 모의소성 된 합금에서 30분간의 후열처리에 의해 경도가 크게 상승한 원인은 소성에 의해 기지 내로 고용되었던 석출물이 다시 기지 밖으로 활발하게 석출된 것에 기인하였다. Stage 3으로 모의소성 된 합금에서는 후열처리에 의해 석출물이 기지 내로 다시 고용되었고, 새로운 석출상의 생성이 미미하여 후열처리가 경도 상승에 기여하지 못하였다.