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분말 야금의 잠재력 활용하기: 용도, 장점 및 혁신적인 PM 프로세스

9월 25, 2024

분말 야금이란 무엇이며 분말 야금의 기본 사항, 관련 프로세스, 용도 및 장점에 대해 알아보세요. 분말 야금 기어와 부품의 적용이 제조업을 어떻게 빠르게 변화시키고 있는지 분석합니다.

분말 야금이란 무엇인가요?

분말 야금은 제조 공정 금속 분말을 고체 금속에서 가열한 후 압착하는 공정을 거칩니다. 기존 공정으로는 제조하기 매우 어렵거나 비용이 많이 드는 부품을 생산할 때 사용할 수 있습니다. PM 기술은 재료 특성을 더 잘 제어할 수 있으며, 특히 크고 복잡한 형상이나 대규모 생산에 적합한 저렴한 금속 가공 옵션입니다.

분말 야금은 어떻게 작동하나요?

분말 야금 공정에는 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다:

1. 파우더 생산

첫 번째는 분말 야금 공정의 중요한 단계인 금속 분말 생성입니다. 이러한 분말은 여러 가지 방법을 사용하여 만들 수 있습니다:

원자화: 이것은 고압 가스 또는 액체 매체를 사용하여 용융 금속을 미세한 방울로 분사하는 가장 일반적으로 사용되는 기술입니다. 이 방울은 먼저 고온으로 냉각되어 고체 입자와 같은 분말이 됩니다.
감소: 금속 산화물을 수소나 탄소와 같은 화학 물질로 환원시켜 금속의 미세한 분말을 만들어 금속 형태로 되돌리는 기술입니다.
전기 분해: 이 전기 정제 공정은 금속 용액에 전류를 통과시켜 금속을 미세한 분말 또는 작은 입자로 전기 증착하는 과정을 포함합니다. 그런 다음 이 입자를 모아 분말로 가공하여 수술 기구 생산에 다시 사용합니다.

두 가지 방법 모두 입자의 크기와 모양이 다른 유형의 분말을 생성하므로 제조된 최종 부품에 영향을 미칩니다.

2. 블렌딩

금속 분말을 성형한 후에는 윤활제나 합금 원소와 같은 다른 물질이나 재료와 혼합하여 최종 부품에 필요한 특성을 얻습니다. 이 혼합 과정은 재료가 전체적으로 잘 분포되도록 효과적으로 보장하며, 이는 최종 제품의 성능에 큰 역할을 합니다. 또한 블렌딩은 유동성을 감소시키는 동시에 다음 단계에서 얻은 분말 혼합물을 쉽게 압축할 수 있도록 도와줍니다.

3. 압축

팔레트화 공정의 마지막 단계는 혼합된 분말을 금형이나 다이에 넣고 압력을 가하여 필요한 모양으로 압축하는 압축입니다. 이 작업은 분말 야금 프레스라는 기계의 도움으로 이루어집니다. 따라서 압축의 목표는 잡을 수는 있지만 아직 완성된 물체는 아닌 밀링된 부품인 그린 컴팩트를 생산하는 것입니다. 압축하는 동안 가해지는 압력은 최종 부품의 특정 기계적 특성의 밀도를 정의합니다.

4. 소결

소결은 Subject-PM에서 중요한 공정으로, 그린 컴팩트는 대부분 소결로에서 열에 노출됩니다. 이 공정은 온도가 주요 금속 성분의 녹는점을 초과하지 않도록 주의 깊게 관리되며, 이러한 방식으로 입자가 확산에 의해 결합됩니다. 소결은 입자의 융합으로 인해 부품의 크기가 약간 줄어들어 부품의 강도와 밀도가 향상되는 방식으로 이루어집니다. 용광로 내에 존재하는 물질의 상태(일반적으로 불활성 또는 환원 가스를 포함할 수 있음)는 산화를 통해 금속을 손상시키지 않도록 조작됩니다.

5. 마무리

필요한 경우, 해당 부품은 소결이 수행된 후 필요한 표준을 충족하기 위해 하나 이상의 정련 공정을 거칠 수 있습니다. 이러한 마무리 단계에는 다음이 포함될 수 있습니다:

가공: 공작물 치수의 안정성, 품질 및 디테일을 향상시키거나 구멍 및 나사산과 같은 필수 피처를 생성합니다.
크기 조정: 부품에 추가 힘을 가하여 원하는 치수를 얻도록 합니다.
코팅: 표면 성능 특성을 개선하기 위해 얇은 코팅층을 적용합니다.
열처리: 를 사용하여 재료의 경도나 인성과 같은 기계적 특성을 개선할 수 있습니다.

이러한 마감 기술은 생산된 부품이나 제품이 사용 목적에 필요한 표준에 도달하도록 하는 데 중요합니다.

결론적으로 분말 야금은 최종 제품의 요구 특성을 사용하여 다양한 재료로 복잡한 형상의 부품을 만들 수 있는 보편적이고 효과적인 제조 기술로 볼 수 있습니다.

분말 야금의 역사

분말 야금은 수천 년 전 초기 인류가 조잡한 방법론으로 유물을 주조하고 도구와 무기를 단조하면서 시작되었습니다. 19세기에 들어와 산업에서 전력이 더욱 현저하게 발전하면서 분말 야금의 새로운 시대가 열렸습니다. 몇 년 전 이 과정은 주로 기술과 재료 과학으로 인해 경험을 거쳐 오늘날 산업에 널리 적용되고 있습니다.

분말 야금에 사용되는 재료

따라서 분말 야금에는 제조할 용도에 따라 다양한 재료가 활용될 수 있습니다. 가장 일반적인 재료는 다음과 같습니다:

철과 강철: 구리 또는 구리 합금으로 소결되거나 침투된 구조 부품, 기어 및 자동차 부품.
구리 및 구리 합금: 전기 회로에서 인기가 높습니다.
알루미늄: 낮은 밀도로 높은 평가를 받고 있는 이 소재는 일반적으로 항공우주 및 자동차 애플리케이션에 사용됩니다.
텅스텐: 고온에서 녹는 능력과 고강도 등 다양한 응용 분야에서 밀도가 높은 것으로 인정받고 있습니다.
티타늄: 무게 대비 강도가 우수하고 부식에 강하며 의료용 임플란트 및 항공우주 분야 등에 사용됩니다.

적용 범위

분말 야금은 거의 모든 부서에서 사용되며 특정 분야에 국한되지 않습니다. 몇 가지 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:

자동차 산업: PM 기어, 베어링 및 기타 사용되는 부품은 공정을 거쳤기 때문에 견고하고 정확합니다.
항공우주 산업: 분말 야금 부품은 강도에 비해 가볍기 때문에 항공기나 우주선에도 사용할 수 있습니다.
의료 산업: 분말 야금 응용 분야는 생체 적합성 임플란트 및 수술 도구 제조에 활용됩니다.
전기 산업: 대부분의 P/M 제품은 전기 접점, 자기 부품, 열교환기로 구성됩니다.
도구 및 하드웨어: 이 공정을 통해 더 단단하고 내마모성이 뛰어난 표면이 만들어지기 때문에 절삭 공구, 분말 야금 블레이드 및 기타 공구를 만들 수 있습니다.

분말 야금의 장점과 단점

장점

재료 효율성: 남은 파우더는 다시 사용할 수 있으므로 낭비를 최대한 줄이세요.
복잡한 도형: 기존 기술로는 구현할 수 없었던 복잡한 모양을 자유롭게 만들 수 있습니다.
비용 효율적: 대부분 대량 생산 실행으로 알려진 대량의 제품 생산에 적합합니다.
제어된 다공성: 자체 윤활이 가능한 제품을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

단점

높은 초기 비용: 툴링 및 기계 비용이 매우 높기 때문에 처음 사용하거나 반복이 적은 생산에는 적합하지 않습니다.
재료 제한: 일부 재료는 분말 야금 공정에서 사용할 수 없으며 매우 깨지기 쉽고 약해 보입니다.
밀도 변화: 부품의 국부적인 존재는 다양한 밀도를 가질 수 있으므로 부품의 여러 영역에 걸쳐 서로 다른 속성에 스트레스를 줄 수 있습니다.

분말 야금 서비스에 Mxymachining을 선호하는 이유는 무엇입니까?

따라서 DMG의 분말 야금 작업에서는 공정에 적합한 파트너를 선택하는 것이 기본입니다. 엠와이머시닝은 업계에서 두각을 나타내고 있습니다:

첨단 기계: 생산에 필요한 최신 분말 야금 장비와 프레스를 보유하고 있습니다.
숙련된 팀: 분말 야금 공정의 작동 방식에 대한 지식을 갖춘 유능하고 잘 훈련된 팀입니다.
맞춤형 솔루션: 고객과 비즈니스의 요구를 동시에 충족할 수 있는 유연성 향상.
품질 보증: 당사의 높은 품질 관리 기준을 충족하는 고품질 소재를 조달합니다.

결론

앞서 살펴본 바와 같이 분말 야금은 대부분의 산업에서 없어서는 안 될 흥미롭고 다양한 제조 기술입니다. PM 소재는 자동차 산업, 항공우주 산업, 의료 산업 전기 응용 분야 등 다양한 분야에서 가능성을 찾을 수 있는데, 이는 다른 방법으로는 모방할 수 없는 고유한 강점을 가지고 있기 때문입니다. 이 공정의 특징적인 부정적인 측면에 관해서는 특히 Mxymachining과 같은 신뢰할 수 있는 공급업체와 협력하는 경우 이러한 협력의 장점에 비해 훨씬 덜 두드러진다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.