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유도 가열의 과제: 핫 스탬핑 금형의 위치가 왜 그렇게 중요한가요?
오늘날의 제조업계에서 열간 압착 기술은 매우 중요한 역할을 하며, 분말 야금 분야에서의 열간 압착 기술의 응용은 특히 높이 평가받고 있습니다. 열간 압착은 분말 또는 분말 응집체에 고온을 가하여 소결 및 크립 반응을 촉진하는 고압 및 낮은 변형률 속도 공정입니다. 이 공정의 핵심은 열과 압력을 동시에 적용하는 것으로, 이를 통해 단단하고 취성 있는 재료를 제조하는 데 널리 적용할 수 있어 고성능 소재에 대한 시장 수요 증가를 충족시킬 수 있습니다.
열간 프레싱 기술로 가공할 수 있는 소재 범위에는 강철부터 고성능 세라믹까지 모든 것이 포함되며, 특히 다이아몬드 금속 복합재와 같은 핵심 응용 분야에 적합합니다.
열간 프레싱 공정은 일반적으로 최대 2400°C(4350°F)의 온도까지 유도 가열되는 흑연 다이와 최대 50MPa(약 7300psi)의 압력을 가하는 것을 포함합니다. 이 기술에 사용되는 세 가지 가열 방법에는 유도 가열, 간접 저항 가열, 급속 열간 압착과 같은 현장 지원 소결 기술이 포함됩니다. 아래에서는 각 가열 방법의 원리, 장점, 단점과 응용 분야에 대해 자세히 설명합니다.
유도 가열
유도 가열 공정 동안 금형은 전자 발전기와 결합된 유도 코일에 의해 생성되는 고주파 전자기장의 영향을 받습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 압력과 유도 전력 사이의 완전한 독립성입니다. 그러나 이 공정 역시 많은 과제를 안고 있는데, 특히 금형 위치의 정확도 측면에서 금형의 편심으로 인해 가열이 고르지 않게 되는 문제가 있다.
금형과 유도 코일 사이의 공기 간격이 고르지 않으면 전반적인 가열 효율이 감소합니다.
간접 저항 가열
유도 가열과 달리 간접 저항 가열 기술은 흑연 가열 요소가 전류를 통해 공동을 가열하는 가열 캐비티에 금형을 놓고, 그 후 대류를 통해 열을 금형으로 전달합니다. 더 높은 가열 온도를 달성할 수 있지만, 이 공정의 가장 큰 단점은 용광로에서 금형 표면으로의 열전달 효율에 따라 금형이 느리게 가열된다는 것입니다.
필드 지원 소결 기술(FAST)
필드 지원 소결 기술, 펄스 등가 소결이라고도 알려진 이 기술은 비교적 새로운 방법입니다. 기본 아이디어는 전류를 사용하여 소결을 위해 금형을 통과시키는 것입니다. 이 기술의 장점은 더 짧은 시간 안에 소결 효과를 얻을 수 있고, 소결에 필요한 온도와 압력을 크게 줄일 수 있다는 것입니다.
현장 지원 소결 기술을 사용하면 필요한 완제품 밀도를 몇 분 안에 달성할 수 있는데, 이는 기존 소결 공정을 사용해서는 달성하기 어려운 일입니다.
적용 분야
열간 프레싱 기술은 붕화물 및 이붕화티타늄과 같은 고성능 세라믹 부품의 제조를 포함하여 광범위한 분야에 적용됩니다. 최근 들어 이 기술은 오토바이 및 고속철도와 같은 산업에 점점 더 큰 영향을 미치며 브레이크 패드와 클러치를 생산하는 주요 기술 중 하나가 되었습니다.
또한, 연구 기관과 대학에서도 실험 주기를 단축하고 기술 혁신을 촉진하기 위해 열간 압착 기술을 적극적으로 활용하고 있습니다. 최근 개발된 기술로는 LED와 레이저 응용 분야에 효과적인 방열 기술인 금속-다이아몬드 복합 방열판 제작이 있습니다.
열 압착 공정에서 금형을 올바르게 배치하는 것은 최종 제품의 품질과 성능에 매우 중요합니다. 가열 과정에서 금형의 부적절한 위치를 효과적으로 해결할 수 있는지 여부는 재료의 연소 균일성과 전반적인 품질의 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 유도 가열 기술에서 금형의 위치 결정과 효율적인 열전달은 특히 섬세한 소재 가공의 경우 중요한 새로운 과제로 여겨진다.
이러한 더 높은 요구 사항과 과제에 직면하여, 미래의 핫 프레싱 기술은 정밀한 위치 지정과 효율적인 가열 솔루션으로 인해 더 큰 개발 기회를 가져올까요?
