분말 재료 및 공정 - 분말의 성형

실험. 분말의 성형

1. 실험 목적
분말야금을 이용한 성형압력 변화에 따른 특성 변화를 관찰한다.
2. 관련 이론

Fig.1 분말 성형 단계의 모식도

① 분말의 성형
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.

②다이 성형 도구

Fig2. 성형도구가 분말 압축 중에 이동하는 연속 동작

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