금속 소결은 재료를 녹이지 않고 열과 압력을 사용하여 금속 입자를 고체 덩어리로 응집시키는 공정입니다.
이 프로세스는 금속의 구조적 무결성, 강도 및 기타 특성을 향상시켜 다양한 용도에 적합합니다.
금속에서 소결은 어떻게 이루어지나요? 4가지 주요 단계 설명
1. 초기 단계
소결 공정은 용광로에서 금속 분말을 가열하는 것으로 시작됩니다.
온도는 단단하고 부서지기 쉬운 형태의 강철인 마르텐사이트 결정 구조의 형성을 유도하는 수준까지 올라갑니다.
이 단계에서는 입자가 완전히 녹는 것이 아니라 외부 압력이나 냉간 용접과 같은 방법을 통해 입자를 압축합니다.
이 초기 응집은 입자가 추가 가공을 견딜 수 있는 충분한 강도를 제공합니다.
2. 중간 공정
중간 단계에서는 입자가 합쳐지기 시작하면서 입자의 밀도가 증가합니다.
이는 일반적으로 과도 액상 소결 또는 영구 액상 소결 등의 방법을 통해 이루어집니다.
과도 액상 소결에서는 구리와 같이 녹는점이 낮은 물질을 금속 분말에 첨가합니다.
구리는 가열되면 녹아 금속과 결합하여 재료의 전반적인 강도를 향상시킵니다.
영구 액상 소결에서는 탄화물과 같은 물질이 첨가되어 틈새와 균열로 흘러 들어가 입자 간의 결합을 더욱 강화합니다.
3. 최종 단계
소결의 마지막 단계에서는 액체 및 바인더 첨가제를 도입합니다.
이 첨가제는 금속에 남아있는 기공을 채워 전체적인 밀도와 강도를 향상시키는 데 도움이 됩니다.
그런 다음 금속을 냉각하여 원래 압축된 분말의 모양과 치수를 유지하는 견고하고 밀도가 높은 구조로 만듭니다.
4. 응용 분야 및 이점
소결은 구조용 강철 부품, 필터링용 다공성 금속, 텅스텐 배선, 절삭 공구 등 다양한 금속 제품을 만드는 데 사용됩니다.
이 공정은 특히 기존 방법으로는 제조하기 어려운 복잡한 형상이나 내부 특징을 가진 부품을 생산할 때 유용합니다.
또한 소결은 효율적이고 대규모 생산에 맞게 확장할 수 있어 많은 산업에서 경제적으로 실행 가능한 옵션입니다.
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