다이아몬드/구리 복합재 제조에서 실험실용 유압 프레스의 주요 역할은 소결 전에 프리폼의 내부 구조를 기계적으로 안정화하는 것입니다. 상당한 힘을 가함으로써 프레스는 다이아몬드 로드를 둘러싼 구리 분말을 사전 압축하여 로드를 고정된 수직 위치에 효과적으로 고정합니다. 이렇게 하면 후속 취급 또는 진공 열 프레스의 초기 단계에서 분말 흐름으로 인한 로드 이동을 방지하여 재료의 열 성능에 필수적인 병렬 정렬을 유지할 수 있습니다.
사전 압축 단계는 복합재의 구조적 앵커 역할을 합니다. 느슨한 구리 분말과 다이아몬드 로드를 응집력 있는 "녹색 본체"로 변환하여 조립에서 최종 소결로 전환되는 동안 다이아몬드 구성 요소의 중요한 병렬 배열이 그대로 유지되도록 합니다.
구조적 무결성 보장
부품 정렬 고정
이 응용 분야에서 유압 프레스의 가장 중요한 기능은 위치 고정입니다. 다이아몬드/구리 복합재에서 다이아몬드 로드는 주요 열 전도 경로 역할을 합니다.
이러한 로드가 처리 중에 이동하거나 기울어지면 최종 제품의 열 전도성이 저하됩니다. 유압 프레스는 로드 사이의 간격에 있는 구리 분말을 압축하여 다이아몬드를 정밀한 병렬 정렬로 고정하는 견고한 매트릭스를 생성합니다.
초기 밀도 증가
프레스는 녹색 압축물에서 특정 상대 밀도(종종 약 75%)를 달성하기에 충분한 힘을 가합니다.
이 기계적 압축은 구리 입자를 재배열하고 더 단단하게 패킹하도록 합니다. 초기 밀도가 높을수록 소결 단계에서 필요한 수축량이 줄어들고 더 균일한 최종 미세 구조에 기여합니다.
공정 최적화 및 취급
재료 이송 용이
삽입된 로드와 결합된 느슨한 분말은 매우 깨지기 쉽고 이동하기 어렵습니다.
유압 프레스는 이러한 느슨한 구성 요소를 충분한 구조적 강도를 가진 고체 녹색 압축물로 변환합니다. 이를 통해 작업자는 조립이 무너지거나 변형되지 않고 재료 형성 금형에서 고온 소결에 사용되는 흑연 금형으로 프리폼을 안전하게 이송할 수 있습니다.
공기 배출 및 입자 접촉
유압을 가하면 입자 사이에 갇힌 공기의 대부분이 배출됩니다.
이러한 공극을 제거하면 구리 입자와 다이아몬드 표면 사이의 접촉이 향상됩니다. 이러한 밀접한 접촉은 성공적인 소결의 전제 조건이며 최종 복합재가 높은 치수 정확도와 구조적 견고성을 달성하도록 보장합니다.
중요 고려 사항 및 절충
압력 균형
밀도를 위해 높은 압력이 필요하지만 신중하게 보정해야 합니다.
목표는 취급에 충분히 강한 "녹색 본체"를 달성하는 것이지만, 압력이 깨지기 쉬운 다이아몬드 로드를 손상시키지 않아야 합니다. 유압 프레스는 다이아몬드 삽입물의 기계적 한계를 초과하지 않고 목표 밀도에 도달하는 데 필요한 제어를 제공합니다.
녹색 강도 대 소결 강도
유압 프레스에 의해 생성된 프리폼은 최종 제품에 비해 기계적 강도가 낮다는 점을 구별하는 것이 중요합니다.
야금 결합이 아닌 기계적 상호 잠금에 의존합니다. 사전 압축 단계는 진공 열 프레스 공정을 용이하게 하기 위한 준비 단계이며 열 소결을 대체하는 것이 아닙니다.
목표에 맞는 올바른 선택
사전 압축 단계의 효과를 극대화하려면 주요 제조 목표를 고려하십시오.
- 열 전도성이 주요 초점인 경우: 다이아몬드 로드가 완벽하게 평행하게 유지되도록 압력 균일성을 우선시하십시오. 이러한 편차는 열 전달을 영구적으로 저하시킬 것입니다.
- 치수 정확도가 주요 초점인 경우: 소결 단계에서 예측할 수 없는 수축을 최소화하기 위해 일관되고 높은 초기 상대 밀도를 달성하는 데 집중하십시오.
실험실용 유압 프레스를 사용하여 부품 기하학적 구조를 고정하면 복합재의 섬세한 내부 구조가 제조 공정을 손상 없이 통과하도록 보장합니다.
요약 표:
| 단계 | 유압 프레스의 기능 | 최종 복합재에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 부품 고정 | 다이아몬드 로드를 병렬 정렬로 고정 | 최대 열 전도성 보장 |
| 압축 | 구리 분말을 약 75% 상대 밀도로 압축 | 수축 감소 및 미세 구조 개선 |
| 구조적 무결성 | 응집력 있는 "녹색 본체" 생성 | 안전한 취급 및 소결 금형으로의 이송 가능 |
| 공기 배출 | 입자 사이의 공극 제거 | 소결을 위한 밀접한 입자 접촉 촉진 |
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