성형압력의 변화에 따른 성형밀도의 변화와 상대밀도 측정

소개

성형기 원리에 대해 이해하고 성형압력의 변화에 따른 성형밀도 변화와 상대밀도를 구해보고 재료별 성형거동과 물리적 특성에 대해 생각해본다.

목차

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

본문내용

1. 실험 목적

성형기 원리에 대해 이해하고 성형압력의 변화에 따른 성형밀도 변화와 상대밀도를 구해보고 재료별 성형거동과 물리적 특성에 대해 생각해본다.

2. 실험 이론

외부에서 힘을 가하여 성형하는 것을 일반적으로 금형성형 or 성형(Compaction)이라고 한다.
1) 다이 성형 (die compaction)
분말을 원하는 형상으로 압축하기 위하여 상부펀치 및 하부펀치를 통하여 압력을 가하는 공정으로 분말을 형상화하고 치밀화 시키는 가장 일반적인 방법이다. 성형 후의 성형체는 취급하기에 충분한 강도를 유지해야 하면 완전한 강도는 이어지는 소결 단계에서 얻어지게 된다. 성형 도구는 성형 분말, 프레스 및 성형하고자 하는 형상에 따라 설계된다. 금형-벽 마찰은 압축된 분말에서의 밀도구배를 야기하는데 이러한 밀도구배로 인해 다이성형 방법은 분말을 얇은 디스크 형(squat)부품으로 압축 성형하는 경우에만 제한하는 경우가 많다.
다이 성형 도구는 왼쪽 그림과 같이 일축 방향으로 압력이 가하도록 설계된다. 금형은 분말들이 주입되고 압축될 수 있는 공동을 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 금형 내부의 공동으로 장입하게 된다. 분말의 치밀화는 성형체의 중심 방향으로 가압하는 펀치들의 이동에 의해 일어난다. 성형이 끝나면 상부펀치가 상향 이동하고 하부 펀치도 이동하여 성형체를 취출하면서 이러한 일련의 공정이 반복된다. 성형된 분말은 성형체로 불리며, 이에 따라 성형 후의 밀도는 성형밀도, 성형 후의 강도는 성형강도라 표현된다. 압력이 하부 펀치 및 상부펀치 모두로부터 가해지는 공정은 복동압축(double-action pressing)이라 불린다.
압축 후에 분말 성형체는 금형 안에 기계적으로 구속되어 있으며 성형체를 금형 밖으로 밀어내는데 필요한 힘을 취출력(ejection force)이라 부른다.

참고자료

· 분말재료 및 공정 (한국분말야금학회)