고압력 유압은 느슨한 강철 입자를 재배열, 변형 및 서로 맞물리게 하여 고체 덩어리로 만드는 기계적 힘을 가함으로써 품질을 보장합니다. 정밀하고 제어 가능한 정적 압력(예: 60kN)을 가함으로써 프레스는 내부 마찰을 극복하여 공극을 제거하고 금속 입자와 바인더 간의 단단한 결합을 촉진합니다. 결과적으로 운송 및 후속 제련 공정 중에 손상되지 않는 높은 기계적 강도를 가진 브리켓이 만들어집니다.
핵심 요점: 강철 브리켓의 품질은 밀도와 구조적 무결성으로 정의됩니다. 고압력 프레스는 단순히 재료를 압착하는 것이 아니라 입자 재배열 및 소성 변형의 뚜렷한 단계를 통해 재료를 구동하여 내부 공극이 없는 균일한 고체를 보장합니다.
압축의 역학
내부 마찰 극복
느슨한 강철 칩은 상당한 마찰과 저항을 유발하는 불규칙한 모양을 가지고 있습니다. 이 입자 간 마찰을 극복하고 칩이 서로 미끄러져 초기 공극을 채우려면 높은 압력이 필요합니다. 이 재배열은 조밀한 고체로 가는 첫 번째 단계입니다.
소성 변형
입자가 재배열되면 단순히 함께 누르는 것만으로는 강철에 충분하지 않습니다. 물리적으로 모양을 변경해야 합니다. 유압 프레스는 강철 칩이 서로 평평하게 눌리고 성형되는 소성 변형을 유발하기에 충분한 힘을 가합니다. 이것은 고온 없이도 브리켓을 함께 고정하는 기계적 맞물림을 만듭니다.
공극 제거
느슨한 칩 내부에 갇힌 공기는 부서짐으로 이어지는 약점을 만듭니다. 고압 환경은 이러한 공극을 강제로 배출합니다. 다공성을 최소화함으로써 프레스는 브리켓이 느슨하게 쌓인 덩어리가 아니라 균일한 기하학적 고체 역할을 하도록 보장합니다.
압력 안정성의 역할
"유지" 단계
품질은 최고 압력에 도달하는 것뿐만 아니라 이를 유지하는 것입니다. 자동 압력 유지 기능은 재료의 자연스러운 이완 또는 추가 재배열 경향을 보상하기 위해 일정한 압출 상태를 유지합니다. 이것은 금형 간극이 완전히 채워지도록 보장합니다.
박리 및 균열 방지
급격한 압력 방출 또는 변동은 압축된 공기가 격렬하게 팽창하여 층 균열 또는 "박리"를 유발할 수 있습니다. 안정적인 압력 유지는 내부 가스가 점진적으로 탈출하도록 합니다. 이 제어된 공정은 샘플 수율과 구조적 균일성을 크게 향상시킵니다.
다이 상호 작용 및 기하학적 정밀도
벽 마찰 감소
강철 칩과 금형 벽 사이의 마찰은 브리켓 중심부에서 필요한 압력을 빼앗을 수 있습니다. 마모 방지 표면을 가진 고품질 성형 다이는 이러한 손실을 최소화합니다. 이것은 압력이 분말 덩어리의 중심에 고르게 분포되어 단단한 껍질 내부의 부드러운 코어를 방지하도록 보장합니다.
일관된 밀도 분포
실험실 성형 다이의 견고한 경계는 정확한 기하학적 성형을 보장합니다. 단방향 압력을 가하면서 재료를 측면으로 구속함으로써 시스템은 브리켓 전체 부피에 걸쳐 일관된 밀도를 보장합니다. 이 균일성은 제련 중 예측 가능한 용융 거동에 중요합니다.
절충점 이해
과압착의 위험
높은 압력이 필요하지만 적절한 다이 설계 없이 과도한 힘을 가하면 밀도 구배가 발생할 수 있습니다. 다이 벽에서의 마찰이 가해진 압력에 비해 너무 높으면 가장자리가 매우 조밀해지고 중심부는 다공성으로 남을 수 있습니다.
탄성 복원력
강철은 탄성이 있습니다. 압력이 제거되면 원래 모양으로 돌아가려고 합니다. 결합 강도(바인더 및 기계적 맞물림으로 생성됨)가 이 탄성 에너지보다 약하면 브리켓이 팽창하고 균열이 발생합니다. 이것이 고압력이 달성하는 소성 변형 단계가 협상 불가능한 이유입니다. 이는 복원력을 최소화하기 위해 모양을 영구적으로 변경합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
콜드 프레스 성형 공정을 최적화하려면 장비 설정을 특정 목표에 맞추십시오.
- 운송을 위한 내구성이 주요 초점인 경우: 소성 변형을 우선시하십시오. 기계적 맞물림과 녹색 강도를 최대화하기 위해 칩을 물리적으로 변형하기에 충분한 압력이 있는지 확인하십시오.
- 제련 효율성이 주요 초점인 경우: 균일한 밀도를 우선시하십시오. 압력 유지 사이클을 사용하여 가스 배출을 허용하고 브리켓 중심이 표면만큼 조밀하도록 하십시오.
- 결함 감소가 주요 초점인 경우: 압력 안정성을 우선시하십시오. 박리 균열을 방지하기 위해 급격한 감압을 피하고 밀도 구배를 피하기 위해 다이 벽이 저마찰인지 확인하십시오.
콜드 프레스의 진정한 품질은 강철을 변형하는 데 필요한 순수한 힘과 안정적이고 균일한 구조를 생산하는 데 필요한 제어 사이의 균형에서 비롯됩니다.
요약 표:
| 특징 | 브리켓 품질에 미치는 영향 | 핵심 메커니즘 |
|---|---|---|
| 고압력 | 높은 기계적 강도 | 소성 변형 및 기계적 맞물림 구동 |
| 압력 유지 | 공극/균열 제거 | 재료 이완 보상 및 가스 배출 허용 |
| 마찰 제어 | 균일한 밀도 | 마모 방지 다이가 벽 마찰을 줄여 코어 단단하게 만듦 |
| 제어된 방출 | 박리 방지 | 점진적인 감압으로 내부 공기 팽창 방지 |
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참고문헌
- Vitaly KULIKOV, Pavel Kovalev. Manufacture of briquettes from ball bearing steel pulverized metal waste without prior cleaning by cold pressing. DOI: 10.36547/ams.31.3.2228
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