장점과 단점이 있는 분말 야금 공정

분말 야금 또는 P/M은 금속 분말을 적절한 다이로 압축하여 완성품 또는 반제품을 생산하는 제조 공정입니다. 높은 정확도로 고품질, 고강도, 복잡한 형상을 제공하는 가장 저렴한 공정 중 하나입니다. 이러한 요소들로 인해 이 공정은 대량 생산에 가장 적합합니다. 주로 4가지 기본 단계를 포함합니다.

1. 분말 준비:2. 혼합 및 혼합:3. 압축:4. 소결:

때때로 이 프로세스는 사이징, 코이닝, 침투, 열간 단조 등과 같은 2차 작업으로 수행됩니다.

분말 야금 기술은 지속적으로 성장하고 있습니다. 거의 모든 금속은 P/M 기술로 주조할 수 있지만 대부분 철 분말은 더 큰 강도를 제공하는 구리, 흑연과 같은 일부 합금 원소와 함께 사용됩니다.

이 문서의 장단점과 함께 이 프로세스에 대해 자세히 알아보십시오.

분말 야금 공정:

앞서 논의한 바와 같이 P/M은 기본 4가지 프로세스를 포함합니다. 이것들은:

1. 분말 준비:

이것은 분말 야금 공정으로 어떤 물체를 생산하기 위한 첫 번째이자 기본 단계입니다. 모든 재료는 분말로 변환할 수 있습니다. 분무, 분쇄, 화학 반응, 전기 분해 공정 등 분말을 생산하는 다양한 공정이 있습니다.

2. 혼합 및 혼합:

이름에서 알 수 있듯이 이 단계는 제품 요구 사항에 따라 고강도 합금 재료를 생산하기 위해 두 가지 이상의 재료 분말을 혼합하는 것을 포함합니다. 이 공정은 첨가제, 결합제 등으로 분말의 균일한 분포를 보장합니다. 때로는 분말의 흐름 특성을 개선하기 위해 혼합 공정에서 윤활제를 첨가하기도 합니다.

3. 압축:

압축은 준비된 분말 혼합물을 미리 정의된 다이로 압축하는 것을 의미합니다. 이 단계는 보이드를 줄이고 제품의 밀도를 증가시킵니다. 분말은 압력을 가하여 주형으로 압축되어 성형품이라고 하는 제품을 형성합니다(압밀하여 제품을 얻음). 여기에는 80 ~ 1600 MPa의 압력 범위가 포함됩니다. 이 압력은 금속 분말 및 바인더의 특성에 따라 다릅니다.

연질 분말 압축 압력은 약 100 – 350 MPa입니다. 강철, 철 등의 경우 압력은 400 – 700 MPa입니다.

4. 소결:

압축하여 만든 그린콤팩트는 강도가 약하여 최종 제품으로 사용할 수 없습니다. 이 단계는 인접한 입자 사이에 영구적인 강한 결합을 보장하는 상승된 온도에서 압분체를 가열하는 것을 포함합니다. 이 공정은 그린 콤팩트에 강도를 부여하고 최종 제품으로 변환합니다. 소결온도는 일반적으로 금속분말 용융온도의 70~90% 정도이다.

5. 2차 연산

소결된 물체는 완전히 조밀한 재료에 비해 더 다공성입니다. 제품의 밀도는 프레스 용량, 소결 온도, 압축 압력 등에 따라 달라집니다. 간혹 고밀도를 필요로 하지 않는 제품으로 소결 제품을 그대로 최종 제품으로 사용하는 경우가 있습니다. 그러나 때로는 소결 제품을 완제품으로 사용할 수없는 고밀도 제품 (예 :베어링 제조 등)이 필요합니다. 그렇기 때문에 고밀도, 고차원 정밀도를 얻기 위해서는 2차 작업이 필요합니다. 사용되는 가장 일반적인 2차 작업은 사이징, 열간 단조, 코이닝, 침투, 함침 등입니다.

장점 및 단점:

장점:

• P/M은 인건비, 추가 가공 비용 등의 부재로 인해 대량 생산에 비용 효율적입니다.
• 이 프로세스에는 숙련된 작업자가 필요하지 않습니다.
• 일부 합금은 P/M 기술로만 생산할 수 있습니다.
• 생산률이 높아 1시간에 500~1000개를 생산할 수 있다.
• 복잡한 모양이 생성할 수 있습니다.
• 바이메탈 및 라미네이트 제품은 P/M 방식으로 쉽게 생산할 수 있습니다.

단점:

• 높은 장비 비용
• 대량 생산에만 경제적입니다.
• 금속 분말의 유동성이 낮아 복잡한 디자인 제작이 어렵습니다.
• 완전히 균일한 조밀한 제품을 생성할 수 없습니다.
• 인쇄물의 용량으로 인해 제품의 크기가 제한됩니다.
• 파우더 형태로 폭발을 일으킬 수 있는 일부 금속 가루는 사용할 수 없습니다.
• 최종 제품의 낮은 충격 및 피로 특성
• P/M 기술로 저융점 금속을 주조하는 것은 어렵습니다.

응용 프로그램:

• 초경합금공구, 세라믹공구 등의 절삭공구는 분말야금제품입니다.
• Cu와 Ag를 흑연에 혼합하여 만든 전기 부시는 P/M 제품입니다.
• 로켓 및 미사일용 노즐.
• 최소의 가공이 필요한 거의 최종 형태를 생산할 수 있는 능력이 강력한 경제적 이점을 제공하는 자동차 및 가전 제품의 소형 부품입니다.
• 베어링, 부시 등
• Fe, Fe-3Si 등과 같은 연자성 금속은 P/M에 의해 최종 형태로 쉽게 형성될 수 있습니다.

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