A Study on the Fabrication of Porous Sintered Materials for Glass Mold

유리 금형용 다공질 소결재의 제조에 관한 연구

  • 장태석 (선문대학교, 전자재료공학과) ;
  • 임태환 (선문대학교, 전자재료공학과)
  • Published : 2005.12.01

Abstract

In order to prevent adhering of molten glass on a mold wall, the wall is swabbed with lubricant oil before forming. However, the swabbing process can be removed from the entire processes of the glass forming if the mold wall is made of a porous sintered material. The purpose of the present study is to manufacture a sintered material(having a sintered density of $85{\~}90\%$)which is the most appropriate into. plane material for a glass mold. For the research, SUS310L-based coarse powder (${\~}150{\mu}m$) and SUS420J2-based fine powder ($40{\~}50{\mu}m$) were used for the compact materials, and effects of compaction pressure and sintering condition(atmosphere, temperature) were investigated. The results obtained were as fellows. (1) By means of solid phase sintering, a desired sintering density could not be achieved in any case when using a 310L-based powder having a large particle size. (2) When sintering green compacts(compaction pressure of $2ton/cm^2$) in a commercial vacuum furnace(at $1300^{\circ}C$ for 2 hours), the sintered compacts had densities of $6.2g/cm^3(79\%)$ for 310L + 0.03$\%$B, $6.6g/cm^3 (86\%)$ for 420J2, $7.3g/cm^3(95\%)$ for 420J2+(0.03)$\%$B, and $7.6g/cm^3(99\%)$ for 420j2+(0.06)$\%$B, respectively. As a result, it is regarded that sintered compacts having a desired porosity may be achieved by vacuum sintering the 420J2-based powder (low pressure compaction) and the 310L+0.03$\%$B-based powder (high pressure compaction).

유리병의 제조에 있어서 유리 융체가 금형 벽면에 부착하는 것을 방지하기 위하여 성형할 때마다 금형 내벽면을 윤활제로 도포하는 공정이 있다. 금형 벽면을 통기성이 있는 다공질 소결체로 제조하면 도포공정을 생략할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 스테인리스 중에서 내열${\cdot}$내마모 특성이 가장 우수한 310L계 조대 분말($-150{\mu}m$) 및 420J2 계 미세 분말($40{\~}50{\mu}m$)을 사용, 유리 금형용 내벽면 재로서 가장 적합한 다공질 소결체(소결체의 밀도: $85{\~}90\%$)를 제작하기 위하여 성형압력, 소결 분위기, 소결온도 및 시간을 변화시켜 다음과 같은 결과를 얻었다. (1) 고상 소결로서는 입자 크기가 큰 310L분말을 가지고는 어느 경우에 있어서나, 목적하는 소결 밀도를 얻을 수 없었다. (2) $2ton/cm^2$의 성형압력으로 성형한 실형상 성형체를 양산용 진공($1300^{\circ}C$, 2시간) 소결로에서 소결한 결과, 소결체의 밀도는 $310L+0.03\%B$, 420J2, 420J2+(0.03, 0.06)$\%$B에서 각각 6.2(79$\%$), 6.6(86$\%$), 7.3(95$\%$), $7.6(99\%)g/cm^3$로 나타났다. 따라서, 420J2계 분말(저압성형) 및 310L+0.03$\%$B(고압성형)분말을 사용하여 진공 중 소결하면 목적하는 통기도를 가진 소결체를 제작할 수 있다는 것을 알았다.

Keywords