질화붕소(BN) 이형제와 흑연지는 중요한 분리 및 윤활 장벽 역할을 합니다. 핫 프레스 소결의 고온, 고압 환경에서 이러한 재료는 복합 분말이 흑연 금형과 화학적으로 반응하거나 기계적으로 달라붙는 것을 방지합니다. 이는 소결된 샘플을 부품이나 값비싼 공구를 손상시키지 않고 성공적으로 배출할 수 있는지 여부를 결정하는 요인입니다.
핵심 요점 이러한 제제는 금속과 금형 사이에 "화학적 용접" 또는 기계적 잠김이 형성되는 것을 방지하는 희생 인터페이스 역할을 합니다. 용융물 침투 및 화학적 확산을 차단함으로써 깨끗한 이형을 보장하고 흑연 부품의 수명을 크게 연장합니다.
분리 및 보호 메커니즘
화학 반응 방지
소결 온도에서 많은 금속(티타늄 및 니켈 합금 등)은 반응성이 높아집니다. 장벽이 없으면 이러한 금속은 흑연 벽으로 확산되어 탄화물 또는 질화물과 같은 취성 화합물을 형성합니다.
질화붕소(BN)는 불활성 화학 보호막을 생성합니다. 이는 분말이 금형의 탄소와 결합하는 것을 막아 합금의 의도된 특성을 보존하고 샘플이 벽에 융합되는 것을 방지합니다.
기계적 침투 차단
흑연은 본질적으로 다공성입니다. 고압 하에서 재료의 용융상(특히 알루미늄 합금)은 이러한 미세 기공으로 밀려 들어갈 수 있습니다.
재료가 냉각되어 기공 내부에 고체화되면 기계적 잠김이 발생합니다. 이형제는 이러한 기공을 밀봉하여 용융물이 캐비티 내에 유지되도록 하고 물리적 달라붙음을 방지합니다.
원활한 이형 보장
배출 단계에서 마찰은 주요 적입니다. 샘플이 달라붙으면 제거에 필요한 힘이 세라믹을 균열시키거나 금속 복합재를 변형시킬 수 있습니다.
BN과 흑연지 모두 고온 윤활제 역할을 합니다. 샘플과 벽 사이의 마찰 계수를 낮춰 완성된 부품이 고품질 표면 마감으로 부드럽게 미끄러져 나올 수 있도록 합니다.
금형 수명 연장
공구 마모 및 침식 감소
흑연 금형은 값비싼 소모품입니다. 연마성 분말 및 반응성 용융물과의 직접적인 접촉은 침식 및 표면 열화를 가속화합니다.
버퍼 역할을 함으로써 흑연지와 BN 코팅은 열 및 기계적 응력의 대부분을 흡수합니다. 이 희생층은 샘플이 금형 벽을 "파먹는" 것을 방지하여 금형이 견딜 수 있는 사이클 수를 크게 늘립니다.
표면 불규칙성 보정
특히 흑연지는 독특한 기계적 이점을 제공합니다. 약간의 압축성이 있어 금형 벽의 사소한 거칠기나 결함에 적응할 수 있습니다.
이는 기계적 압력(및 SPS와 같은 공정의 전기 전류)의 균일한 전달을 보장합니다. 금형 균열 또는 불균일한 소결 밀도로 이어질 수 있는 국부적 응력 지점을 방지합니다.
일반적인 함정 및 절충점
균일한 적용이 중요합니다
질화붕소 스프레이 또는 페인트의 경우 적용이 완벽하게 균일해야 합니다. 얇거나 놓친 부분은 금속이 달라붙어 전체 배치를 망칠 수 있는 실패 지점을 만듭니다.
기하학적 공차
흑연지는 훌륭한 버퍼이지만 조립체에 두께를 더합니다. 최종 소결 부품이 치수 사양을 충족하도록 하려면 근접 공차 공구를 설계할 때 종이의 두께를 고려해야 합니다.
취급 시 주의
흑연지는 부서지기 쉬우며 로딩 중에 찢어질 수 있습니다. 찢어짐은 분리 이점을 무효화하여 샘플이 금형에 국부적으로 용접될 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
- 복잡한 형상 또는 액상 소결이 주요 초점인 경우: 질화붕소(BN) 스프레이를 사용하십시오. 기공에 깊숙이 침투하며 상당한 두께 증가나 복잡한 표면의 주름을 유발하지 않습니다.
- 크고 평평한 표면에서 반응을 방지하는 것이 주요 초점인 경우: 흑연지를 사용하십시오. 이는 금형의 사소한 거칠기를 보정하는 견고하고 연속적인 물리적 장벽을 제공합니다.
- 고반응성 금속(티타늄 등) 가공이 주요 초점인 경우: 두껍고 검증된 BN 층을 보장하십시오. 단순한 기계적 달라붙음보다는 화학적 반응성이 주요 실패 모드이기 때문입니다.
핫 프레스의 성공은 인터페이스에 달려 있습니다. 해당 경계를 보호하는 것이 프로젝트를 보호하는 것입니다.
요약표:
| 특징 | 질화붕소(BN) 스프레이 | 흑연지 |
|---|---|---|
| 주요 기능 | 불활성 화학 장벽 및 윤활 | 물리적 분리 및 압력 버퍼 |
| 최적 | 복잡한 형상 및 액상 소결 | 크고 평평한 표면 및 표면 불규칙성 |
| 장점 | 깊은 기공 침투; 두께 변화 없음 | 견고한 장벽; 금형 거칠기 보정 |
| 주요 제한 사항 | 완벽하게 균일한 적용 필요 | 로딩 중 찢어질 수 있음; 두께 증가 |
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