마레이징강에 고정밀 열처리로가 필요한 이유는 무엇인가요? SLM 부품 성능 극대화

정밀한 열 조절은 3D 프린팅된 마레이징강의 불안정한 미세 구조를 안정화하는 유일한 전제 조건입니다. 프린팅된 부품을 사용 가능한 구성 요소로 변환하려면 정확한 온도를 유지할 수 있는 고정밀 로를 사용해야 합니다. 특히 용액 처리는 840°C, 노화 처리는 520°C입니다. 이러한 엄격한 제어 없이는 선택적 레이저 용융(SLM) 공정으로 인한 내부 응력을 효과적으로 제거하거나 재료를 경화시키는 데 필요한 특정 화학 반응을 유발할 수 없습니다.

선택적 레이저 용융 공정은 마레이징강에 심각한 내부 응력과 화학적 분리를 남깁니다. 고정밀 로는 나노미터 크기의 화합물의 균일한 석출을 보장하기 때문에 필수적입니다. 그렇지 않으면 재료는 의도된 경도나 기계적 신뢰성을 달성할 수 없습니다.

적층 제조 공정 보정

SLM 공정은 빠른 가열 및 냉각을 포함하며, 이는 혼란스러운 내부 구조를 생성합니다. 고정밀 로는 재료를 "재설정"하는 데 사용되는 주요 도구입니다.

내부 응력 제거

레이저 용융에 내재된 빠른 냉각은 부품에 막대한 내부 응력을 가둡니다.

이러한 응력이 균일하게 해소되지 않으면 부품이 뒤틀리거나 조기에 파손될 수 있습니다.

정밀한 용액 처리는 일반적으로 840°C에서 유지되며, 재료가 이완되도록 합니다. 이를 통해 빌드 중에 생성된 잔류 응력 프로파일이 제거됩니다.

화학적 분리 해결

프린팅 중에 화학 원소가 종종 불균등하게 분포되는데, 이를 분리라고 합니다.

고정밀 가열은 합금을 균질화합니다. 원소가 마르텐사이트 매트릭스 전체에 균일하게 분포되도록 하여 최종 경화 단계를 준비합니다.

최고 기계적 특성 달성

구조가 균질화되면 재료를 강화해야 합니다. 이는 노화 처리를 통해 이루어지며, 이때 온도 정확도가 더욱 중요해집니다.

균일한 석출 촉진

마레이징강의 특징은 강도를 위해 금속간 화합물에 의존한다는 것입니다.

노화 처리(일반적으로 520°C) 중에 Ni3(Mo, Ti)와 같은 화합물이 매트릭스에서 석출됩니다.

이러한 석출물은 전위 이동을 효과적으로 차단하기 위해 나노미터 크기(매우 작음)이고 균일하게 분포되어야 합니다.

경도 및 강도 향상

로의 정밀도는 이러한 석출물의 품질을 직접적으로 결정합니다.

온도가 정확하게 유지되면 석출물이 마르텐사이트 매트릭스를 크게 경화시킵니다.

이 공정은 구성 요소의 전반적인 기계적 강도와 경도를 극대화하여 고성능 응용 분야에 적합하게 만듭니다.

피해야 할 일반적인 함정

정밀도가 부족할 때 발생하는 일을 이해하는 것은 왜 필요한지 아는 것만큼 중요합니다.

온도 변동의 위험

로의 온도가 변동하면 석출 공정이 일관되지 않게 됩니다.

이는 "과도한 노화"(석출물이 너무 커져 효과를 잃는 경우) 또는 "불충분한 노화"(석출물이 충분히 형성되지 않는 경우)로 이어질 수 있습니다.

일관되지 않은 기계적 성능

정밀도가 부족하면 부품의 기하학적 구조 전반에 걸쳐 강도가 가변적인 부품이 생성됩니다.

중요 응용 분야에서는 이러한 불일치가 최종 제품의 구조적 무결성을 손상시켜 마레이징강 사용의 이점을 무효화합니다.

목표에 맞는 올바른 선택

SLM 구성 요소가 사양을 충족하도록 하려면 특정 목표에 따라 다음 원칙을 적용하십시오.

• 기하학적 안정성이 주요 초점인 경우: 용액 처리(840°C)의 정확도를 우선시하여 프린팅 공정의 모든 내부 응력이 완전히 균일하게 해소되도록 합니다.
• 최대 경도가 주요 초점인 경우: 노화 처리(520°C)의 안정성에 집중하여 나노미터 크기의 Ni3(Mo, Ti) 석출물의 균일한 분포를 보장합니다.

열처리의 정밀도는 단순한 마무리 단계가 아닙니다. 인쇄된 모양을 고성능 엔지니어링 재료로 변환하는 결정적인 요소입니다.

요약 표:

처리 유형	목표 온도	주요 목표	주요 미세 구조 변화
용액 처리	840°C	응력 해소 및 균질화	SLM 내부 응력 및 화학적 분리 중화.
노화 처리	520°C	석출 경화	균일한 나노미터 크기의 Ni3(Mo, Ti) 화합물 형성을 촉진합니다.
정밀 제어	$\pm$ 작은 편차	기계적 신뢰성	과도한 노화 방지 및 기하학적 구조 전반에 걸쳐 일관된 경도 보장.

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참고문헌

1. Matjaž Godec, Danijela A. Skobir Balantič. Use of plasma nitriding to improve the wear and corrosion resistance of 18Ni-300 maraging steel manufactured by selective laser melting. DOI: 10.1038/s41598-021-82572-y

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