분말의 성형

목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 실험 과정
4. 실험 결과
5. 결론 및 고찰
6. 참고 문헌

본문내용

분말은 가해지는 압력에 의하여 초기에는 각 분말 사이의 미끄러짐이 발생하며, 이후 더 높은 압력에서 입자의 변형이 이루어져 치밀해 진다. 분말 밀도의 증가는 초기의 낮을 압력에서는 빠르게 진행되나 기공들이 붕괴되어 감소함에 따라 분말의 치밀화는 점점 어렵게 된다. 분말 성형 단계의 모식도에서 낮은 압력에서는 큰 기공들을 없애기 위해 입자들이 재배열하며 입자 경도에 따라 결국 입자들은 높은 압력에서 변형하고 입자변형이 치밀화를 좌우한다.
다이 성형에서 각 분말은 4~6의 배위수를 가지는 겉보기 밀도로 시작하게 되며 이 시점에서는 분말은 결합 강도를 가지지 않는다. 압력이 가해짐에 따라 입자들은 재배열과 동시에 변형하고 결합하게 되며, 변형이 발생 할수록 입자들은 단단해지기 때문에 성형을 계속하기 위해서는 점점 더 큰 압력이 필요하게 된다. 결국, 재료의 한계점까지 단단해지며 분말 및 성형 도구의 재료에 따라 최대 성형압은 1000 MPa에 이른다.
다이 성형 도구는 일축 방향으로 압력을 가하도록 설계된다. 금형은 분말들이 주입되고 압축될 수 있는 공동(cavity)을 제공하며 상부펀치는 분말을 장입할 동안에는 위로 빠져 있게 된다. 분말 주입시의 하부펀치의 위치는 분말장입위치라고 명명되며 이는 금형 안에 충진되는 분말의 양을 결정한다. 분말은 외부의 장입 장치로부터 금형내부의 공동으로 장입되게 된다. 분말 유동의 어떠한 변화도 압축된 결과물의 차이를 야기하므로 분말 장입 중에 공동 안에서 분말들이 균일하게 분포될 수 있도록 하부펀치의 위치가 움직이는 경우가 있다. 분말 장입이 끝난 후, 가압시 분말들이 금형의 중앙에 위치하도록 하부펀치는 더 낮은 위치로 이동하고 분말의 치밀화는 성형체의 중심 방향으로 가압하는 펀치들의 이동에 의해 일어난다.
압축 후에 분말 성형체는 금형 안에 기계적으로 구속되어 있으며 성형체를 금형 밖으로 밀어내는데 필요한 힘을 취출력이라 부른다. 이 경우에 윤활제의 역할이 더욱 중요하게 된다.
다이 성형에서는 단단한 성형 도구와 연한 성형 도구, 금형 및 분말 가열, 분말 윤활 또는 성형도구 윤활 등 성형공정에 따른 많은 부가적인 사항들을 변화시킬 수 있다.

참고자료

· 분말재료 및 공정(분말야금학회, 2010)