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핫 프레싱 기술의 비밀: 고압 및 고온을 사용하여 분말 재료를 변경하는 방법은 무엇입니까?
과학과 기술이 발전함에 따라 분말 야금 기술은 현대 제조, 특히 단단하고 깨지기 쉬운 재료 제조에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 그 중 핫 프레싱 기술은 특유의 고압, 고온 조건으로 분말 재료의 특성을 변화시켜 분말을 고체 재료로 변환시키는 기술입니다. 이 기사에서는 열간 압착 기술의 원리, 프로세스 및 응용을 깊이 탐구하고 향후 개발 방향을 고려합니다.
핫 프레싱 기술은 고압과 고온을 결합하여 분말 재료의 특성을 변화시키는 공정입니다.
핫 프레싱의 기본 원리
열간 압착 기술은 열과 압력을 동시에 가하여 소결 및 크리프 공정을 유도함으로써 고압 및 낮은 변형률을 활용하여 분말 또는 분말 성형체를 형성하는 분말 야금 공정입니다. 이 기술의 주요 응용 분야 중 하나는 다이아몬드-금속 복합 절삭 공구와 기술 세라믹을 생산하는 것입니다. 열간 프레싱의 치밀화 과정은 입자 재구성과 입자 접촉점에서의 소성 흐름을 통해 발생하며 궁극적으로 재료의 밀도가 증가합니다.
일반적인 열간 압착 공정에서 압력은 50MPa(7300psi)에 도달하고 온도는 2400°C(4350°F)까지 올라갈 수 있습니다.
핫 프레싱 공정의 가열 기술
열간 압착 기술에는 일반적으로 유도 가열, 간접 저항 가열, 현장 보조 소결 기술(FAST)/직접 열간 압착이라는 세 가지 가열 방법이 사용됩니다.
유도 가열
유도 가열 과정에서 금형은 고주파 전자기장에서 열을 발생시킵니다. 이 공정은 다양한 분말 재료에 적합한 독립적인 압력 및 유도 전력을 얻을 수 있는 유연성을 제공합니다. 그러나 이 방법의 단점은 고가의 고주파 발생기가 필요하고 균일한 가열을 보장하기 위해 샘플과 몰드의 올바른 정렬이 필요하다는 점입니다.
간접 저항 가열
유도 가열과 달리 간접 저항 가열은 흑연 가열 요소로 구성된 가열 챔버에 금형을 놓고 대류에 의해 열이 금형 표면으로 전달됩니다. 고온에 도달할 수 있지만 필요한 가열 시간은 상대적으로 길고 금형의 열전도율에 의존하지 않습니다.
현장 보조 소결 기술
현장 보조 소결 기술은 주로 금형 내 전류를 통해 열을 전도하는 오래된 소결 기술입니다. 이 방법은 짧은 소결 주기에서도 효율적인 재료 성형을 가능하게 하고 입자 성장을 억제합니다.
직접 열간 압착 기술을 사용하면 재료가 더 낮은 소결 온도와 압력에서 최종 밀도에 도달할 수 있습니다.
핫 프레싱 기술 적용
최근 몇 년 동안 고성능 세라믹 부품 및 금속 분말 제조와 같은 핵심 프로젝트에 열간 압착 기술이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 예를 들어, 질화붕소, 이붕소티타늄, 질화규소 등의 재료를 제조할 때 금속 분말의 전도성을 최대한 활용하여 공작물을 빠르게 가열합니다. 이 기술은 높은 가열 속도가 필요한 응용 분야에 특히 적합하며 매우 높은 순 형상 정확도를 제공하므로 기계 가공이 어려운 재료에서 기계적으로 무거운 작업 단계가 필요하지 않습니다.
마찰재 산업에서는 특히 주조 브레이크 패드 및 클러치 생산에서 직접 열간 프레스의 생산량이 점차 증가하고 있습니다. 이러한 기술이 향상됨에 따라 고속철도 및 오토바이의 제동 시스템은 물론 농기계 및 대형 트럭의 사용까지 점점 더 많은 고성능 애플리케이션이 실현될 것입니다.
대학이나 연구 기관과 같은 연구 시설에서는 짧은 소결 주기를 사용하여 연구 과정의 속도를 높이고 많은 혁신을 이루어냅니다.
그러나 재료 기술의 발전과 제조 요구의 변화로 인해 열간 압착 기술의 미래는 여전히 도전과 기회로 가득 차 있습니다. 이 기술이 새로운 재료 및 그 응용과 어떻게 결합되는지 탐구하면서 어떤 잠재적인 혁신과 돌파구가 나타날 것이라고 생각하시나요?
