소결은 금속 분말, 열, 압력을 사용하는 금속 제조 공정입니다.
소결은 입자 간의 원자 확산과 결합을 촉진합니다.
그 결과 금속의 녹는점에 도달하지 않고 고체 덩어리가 만들어집니다.
이 과정은 재료의 분자 구조를 변경하는 데 매우 중요합니다.
영구적으로 결합하여 강도, 전도성, 반투명도와 같은 특성을 향상시킵니다.
프로세스 개요: 금속 소결의 작동 원리
소결 공정은 금속 분말을 가열하는 것으로 시작됩니다.
그런 다음 이 분말에 압력을 가합니다.
열로 인해 고체 내의 원자가 무작위로 진동하고 확산됩니다.
이렇게 하면 입자의 결합이 용이해집니다.
이러한 원자 확산은 헬륨 원자가 풍선을 통해 확산되어 풍선이 수축하는 방식과 유사합니다.
확산 속도는 원자의 확산 능력과 농도 구배에 따라 달라집니다.
금속 소결의 4가지 주요 단계
1. 초기 단계: 가열 및 압축
이 단계에서는 금속 분말을 마르텐사이트 결정 구조를 유도하는 온도에서 용광로에서 가열합니다.
소결 온도는 액화를 방지하기 위해 녹는점 이하로 유지됩니다.
프레스 또는 3D 프린팅 레이저와 같은 압축 방법을 사용하여 분말을 부분적으로 녹이고 응집시킵니다.
냉간 용접으로 입자를 결합하여 초기 강도를 제공할 수도 있습니다.
2. 중간 공정: 밀도 높이기
이 단계에서는 입자의 밀도가 증가하고 입자가 합쳐집니다.
두 가지 일반적인 방법, 즉 과도 액상 소결 및 영구 액상 소결이 사용됩니다.
과도 액상 소결에서는 철 분말에 구리와 같은 물질을 첨가합니다.
이러한 재료는 소결 온도에서 녹아 철과 융합되어 재료를 경화시킵니다.
영구 액상 소결에서는 탄화물과 같은 액체 재료가 추가되어 틈을 메우고 재료를 더 결합합니다.
3. 응용 분야: 산업에서의 다용도성
금속 소결은 다목적이며 다양한 산업에서 사용됩니다.
특히 전기 부품, 반도체, 광섬유를 생산하는 데 유용합니다.
이 공정을 통해 그물 모양에 가까운 금속 물체를 만들 수 있으므로 최소한의 마무리 작업만 필요합니다.
따라서 대량 생산에 비용 효율적이고 효율적입니다.
4. 결론 금속 특성 향상
금속 소결은 야금 분야에서 매우 중요한 공정입니다.
금속 분말을 제어된 가열과 압력을 통해 견고하고 밀도가 높으며 강한 재료로 변환합니다.
이 방법은 금속의 물리적 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 복잡한 형상을 가진 정밀 부품을 제조할 때에도 상당한 이점을 제공합니다.
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