합금 압축물에서 잔류 몰드 이형 왁스를 제거하려면 특정 가열 곡선이 포함된 고온 실험실 퍼니스를 프로그래밍해야 하며, 일반적으로 375°C에서 중간 유지 단계가 포함됩니다. 탈지 또는 탈왁이라고 하는 이 중요한 단계는 퍼니스가 최종 소결 온도로 올라가기 전에 열 분해를 사용하여 유기 오염 물질을 완전히 연소시킵니다.
중간 온도에서 왁스 제거 공정을 분리함으로써 유기 바인더를 금속 구조를 방해하지 않고 제거하여 최종 부품에 내부 기공과 탄소 오염이 없도록 보장합니다.
열 분해의 역학
중간 유지의 역할
퍼니스를 실온에서 소결 열로 직접 올릴 수 없습니다. 중간 온도에서 "지연" 또는 유지 기간을 프로그래밍해야 합니다.
표준 관행에 따르면 이 유지는 종종 375°C로 설정됩니다. 이 특정 온도는 유기 바인더를 분해하기에 충분하지만 합금 분말을 그대로 둘 만큼 낮습니다.
분해가 작동하는 방식
이 유지 단계 동안 유기 몰드 이형 왁스는 열 분해를 겪습니다.
왁스는 녹아서 뭉치는 대신 화학적으로 가스로 분해됩니다. 그런 다음 이 가스는 다공성 합금 압축물에서 확산되어 퍼니스에서 배출됩니다.
탈지가 필수적인 이유
내부 기공 방지
금속 입자가 융합(소결)되기 시작하기 전에 왁스를 제거하지 않으면 갇히게 됩니다.
온도가 올라가면 이 갇힌 왁스가 증발하여 부품 내부에 높은 압력을 생성합니다. 이는 내부 기공 또는 보이드로 이어져 최종 구조를 크게 약화시킵니다.
탄소 오염 제거
몰드 이형 왁스는 유기물이므로 탄소를 포함합니다.
이 탄소가 열 분해를 통해 연소되지 않으면 합금과 반응할 수 있습니다. 이 탄소 오염은 재료 특성을 변경하여 완성된 부품의 취성 또는 의도하지 않은 화학적 변화를 초래할 수 있습니다.
절충안 이해
너무 빨리 올릴 위험
흔한 실수는 375°C 지점에 도달하기 위해 가열 속도를 서두르는 것입니다.
온도가 너무 빨리 올라가면 왁스가 분해되고 탈출할 기회를 갖기 전에 격렬하게 팽창할 수 있습니다. 이로 인해 압축물이 퍼니스 내부에서 균열, 팽창 또는 폭발할 수 있습니다.
불완전한 탈지의 대가
시간을 절약하기 위해 375°C에서 유지 시간을 단축하는 것은 잘못된 경제입니다.
압축물의 중심이 완전히 탈왁되지 않으면 부품 깊숙한 곳에 결함이 발생합니다. 이러한 결함은 부품이 응력 하에서 실패할 때까지 감지되지 않는 경우가 많습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
소결 실행의 성공을 보장하려면 유기 물질의 완전한 제거를 우선시하도록 퍼니스 프로그램을 맞춤화해야 합니다.
- 구조적 무결성이 주요 초점인 경우: 375°C 중간 유지 단계를 엄격하게 준수하여 갇힌 가스가 탈출하도록 하여 기공 형성을 방지합니다.
- 재료 순도가 주요 초점인 경우: 열 분해 단계가 충분히 길어서 모든 유기 탄소를 완전히 배출하여 합금의 화학적 오염을 방지하도록 합니다.
탈지를 위한 특정 가열 곡선을 마스터하는 것은 고밀도의 결함 없는 합금 부품을 보장하는 가장 효과적인 단일 방법입니다.
요약 표:
| 단계 | 목표 온도 | 주요 기능 | 실패 시 잠재적 위험 |
|---|---|---|---|
| 초기 램프 | 주변에서 375°C | 열 충격을 피하기 위한 점진적 가열 | 빠른 가스 팽창으로 인한 균열 또는 팽창 |
| 중간 유지 (지연) | 375°C | 유기 왁스 및 바인더의 열 분해 | 내부 기공, 다공성 및 탄소 오염 |
| 소결 램프 | 최종 소결 온도 | 합금 입자를 고체 구조로 융합 | 탈지가 불완전한 경우 잔류 가스 갇힘 |
| 최종 냉각 | 제어 냉각 | 응고 및 응력 완화 | 구조적 취성 또는 치수 왜곡 |
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참고문헌
- Laura Elena Geambazu, Vasile Dănuț Cojocaru. Microstructural Characterization of Al0.5CrFeNiTi High Entropy Alloy Produced by Powder Metallurgy Route. DOI: 10.3390/ma16217038
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