분말 야금의 한계와 단점으로는 주로 크기 제한, 복잡한 형상의 부품에 대한 어려움, 주철 또는 단조 부품에 비해 낮은 강도와 연성 등이 있습니다. 또한 소결 부품에 내재된 다공성으로 인해 강도가 떨어지고 분말 프레스 시 복잡한 형상을 놓쳐 불완전한 부품이 나올 수 있습니다.
크기 제한: 분말 야금(PM)은 공정에 사용되는 프레스의 크기에 의해 제약을 받습니다. 업계에서 가장 큰 프레스는 약 1,500톤으로, 부품의 실제 크기는 약 40~50평방인치의 평면 영역으로 제한됩니다. 일반적으로 500톤 범위의 프레스가 더 많기 때문에 효과적으로 생산할 수 있는 부품의 크기가 더욱 제한됩니다. 이러한 제한은 특정 디자인, 특히 대형 디자인을 생산할 수 없게 만들 수 있으며, 이는 대규모 부품이 필요한 산업에 큰 단점이 될 수 있습니다.
복잡한 모양의 부품: 고도로 숙련된 제조업체는 복잡한 모양의 부품을 생산할 때 몇 가지 문제를 극복할 수 있지만, PM에서는 여전히 중요한 장애물로 남아 있습니다. 파우더를 압착하고 소결하는 공정은 복잡한 형상으로 인해 어려움을 겪을 수 있으며, 이로 인해 비용이 증가하거나 형상을 단순화하기 위해 재설계가 필요할 수 있습니다. 이러한 한계는 항공우주나 자동차처럼 복잡한 형상이 필수적인 산업에서 특히 문제가 될 수 있습니다.
강도 및 연성: PM 부품은 일반적으로 주철이나 단조 부품만큼 강도가 높거나 연성이 높지 않습니다. 압축된 분말을 녹이지 않고 가열하는 소결 공정은 기계적 강도와 연성이 낮은 부품을 만들 수 있습니다. 이는 부분적으로 소결 부품에 내재된 다공성 때문입니다. 기공이 존재하면 금속의 구조가 약화되어 변형이나 고장 없이 힘을 견디는 능력이 저하될 수 있습니다. 이는 고강도와 연성이 요구되는 애플리케이션에서 중요한 단점이 될 수 있습니다.
다공성 및 불완전한 부품: 소결 부품의 다공성은 윤활이나 진동 감쇠에 유리할 때도 있지만 일반적으로 부품의 강도를 떨어뜨립니다. 또한 프레스 공정의 복잡성으로 인해 원하는 수준의 디테일이나 복잡성을 달성하지 못하는 '불완전한' 부품이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 설계 사양에 완전히 부합하지 않는 부품이 생산되어 추가 가공이나 재설계가 필요할 수 있습니다.
요약하면, 분말 야금은 그물에 가까운 형상 생산, 높은 재료 활용도, 복잡한 부품 생산 능력과 같은 상당한 장점을 제공하지만 단점이 없는 것은 아닙니다. 크기의 한계, 복잡한 형상의 문제, 강도 및 다공성과 관련된 문제를 설계 및 제조 공정에서 신중하게 고려하여 PM의 장점을 극대화하는 동시에 단점을 완화해야 합니다.
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