낮은

2023년 8월 21일

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PIM International 2023년 봄호(pp 52-54)에서 우리는 지난 수십 년 동안 저압 분말 사출 성형(LPIM)의 잠재력 연구에 있어 이루어진 중요한 진전을 설명하는 포괄적인 조사에 대해 보고했습니다. LPIM은 프로토타입 제작과 복잡한 순 형상 부품의 소규모 시리즈 생산을 위한 비용 효율적인 프로세스일 뿐만 아니라 매우 복잡한 형상의 소량 및 대량 생산에도 성공적으로 사용된 것으로 나타났습니다. 특히 산업 분야에서 그렇습니다. 도자기 분야. 고압 PIM과 비교하여 LPIM의 주요 장점 중 일부는 LPIM 기계가 일반적으로 크기가 더 작고 간단한 유압 역학을 사용하므로 장비 비용과 에너지 소비가 낮다는 것입니다. LPIM은 일반적으로 저점도(<20 Pa.s) 공급원료를 사용하며, 이는 기존 PIM에 사용되는 것보다 50~200배 낮은 압력을 사용하여 주입되므로 금형 마모가 더 낮다는 이점이 있습니다. 그러나 LPIM의 비용 이점에도 불구하고 LPIM을 통한 금속 부품 생산에 대한 현재의 이해는 몇 가지 개념 증명에만 국한되어 있습니다.

이 LPIM 조사에는 캐나다 몬트리올에 있는 Ecole de Technologie Superieure에서 LPIM 공급원료로 물 원자화에 의해 생성된 불규칙한 형태의 철분말을 사용하는 연구에 대한 참고 자료가 포함되어 있습니다. 이 연구 작업의 가장 최근 결과는 이제 AA Tafti, V Demers의 '저압 분말 사출 성형에 사용되는 불규칙한 철 기반 공급원료의 성형성과 소결 특성에 대한 분말 크기의 영향'이라는 논문에 게재되었습니다. 몬트리올 Ecole de Technologie Superieure의 V Brailovski와 물 원자화 철 분말 생산업체인 캐나다 Sorel-Tracy의 Rio Tinto Metal Powders의 G Vachon입니다. 이 논문은 Powder Technology Vol. 42, 2023년 3월 온라인.

저자는 불규칙한 입자 모양을 갖는 저가의 물 분무 철 분말을 사용한 공급원료의 성형성에 대한 초기 연구에서 LPIM이 복잡한 녹색 모양을 제조하는 데 적합하다는 것을 입증했다고 밝혔습니다. 불규칙한 철 기반 공급원료를 사용하여 분말 특성과 LPIM 가공 조건이 소결 밀도에 미치는 영향도 연구되었습니다. 따라서 현재 연구의 초점은 다양한 입자 크기가 LPIM 공급원료 성형성에 미치는 영향과 불규칙한 철 기반 분말을 사용하여 생산된 부품의 최종 미세 구조 및 기계적 성능을 연구하는 것이었습니다.

저자들은 철 분말이 물 원자화, 고에너지 마모 밀링 및 체질로 구성된 3단계 작업 흐름을 사용하여 생산되었다고 보고했습니다. 입자 크기를 줄이기 위해 사용된 마모 밀링 공정은 생성된 세 가지 분말 로트(-45, -25 및 -10μm(메쉬 크기 325, 600 및 1250에 해당))의 이중 모드 분포를 담당하는 것으로 보입니다. , 각각). 스크리닝 크기와 관련하여, 분말 -45 μm는 45 μm 체 구멍을 통과한 입자로 구성된 분말 로트를 나타낸다고 합니다. 제조된 3종의 철분말의 물리적 특성을 Table 1에 나타내었다.

철 분말은 이 연구를 위해 특별히 개발된 바인더와 혼합되었으며, 이는 SA 1%, EVA 2%, CW 2%, PW 36~38%로 구성되었으며 PW 값은 다음과 같습니다. 각 공급원료에 사용되는 고체 부하의 함수입니다. 철 분말 공급원료의 성형 거동은 두 단계로 평가되었습니다. 첫 번째 단계에서는 공급원료 점도에 대한 입자 크기의 영향을 평가했으며 모든 분말 로트에 대한 공통 고형물 로딩은 57vol.%로 설정되었습니다. 이 값은 본 연구에 사용된 최고급 분말의 최대 작업 가능한 고체 부하(즉, -10μm)에 해당합니다. 두 번째 단계에서는 LPIM 공정 중 각 분말 로트의 전반적인 성능(즉, 주로 성형성 및 소결성)을 조사했습니다. 각 분말 로트의 최대 고형분 함량이 공급원료 제제에 사용되었습니다. 공급원료의 이러한 분말 로딩은 57~59vol.%로 다양했으며, 분말이 거칠어질수록 고체 로딩이 더 높은 것으로 관찰되었습니다. 저자들은 성형성 분석을 통해 -10μm 공급원료가 더 높은 공급원료 균질성과 약간 더 낮은 57vol.%의 고체 부하 덕분에 최고의 성형 잠재력을 나타냈다는 사실을 발견했습니다. 그림 1은 달성된 성형성 지수와 LPIM에서 달성된 나선형 유동 거리 간의 비교를 보여줍니다.