프레스 플런저의 속도는 SHS-압출 중 MgAl2O4-TiB2 복합 재료의 구조적 결과에 대한 결정적인 제어 변수입니다. 변형 속도에 직접적인 영향을 미침으로써 플런저 속도는 최종 제품이 코어-쉘 구조를 가진 고체, 밀집된 막대로 나오는지 또는 속이 빈 세라믹 튜브로 나오는지 결정합니다.
핵심 요점: 플런저 속도는 Barus 효과(압출물 팽창)를 조작하여 구조적 스위치 역할을 합니다. 특정 속도 임계값을 초과하면 제조 출력이 밀집된 분리된 막대에서 속이 빈 구조로 전환되어 화학적 조성을 변경하지 않고도 기하학적 다양화를 허용합니다.
구조 변경 메커니즘
복합 재료의 물리적 모양은 다이뿐만 아니라 특정 변형 속도에서 재료가 어떻게 거동하는지에 따라 결정됩니다.
임계 임계값
이 공정의 정의 경계는 65mm/sec의 플런저 속도입니다.
이 속도는 전환점 역할을 합니다. 압력이 이 속도 이상 또는 이하로 적용되는지에 따라 세라믹 페이스트의 거동이 근본적으로 변경됩니다.
고속 작동: 속이 빈 막대 만들기
경량 또는 튜브형 부품이 필요한 경우 고속 압출이 효과적인 전략입니다.
Barus 효과 트리거
플런저 속도가 65mm/sec를 초과하면 재료에 높은 변형 속도가 발생합니다.
이 빠른 압축은 일반적으로 압출물 팽창으로 알려진 Barus 효과를 트리거합니다.
결과 구조
다이의 정확한 치수를 유지하는 대신 재료는 배출 직후 팽창합니다.
이 팽창 현상으로 인해 압출물은 자연스럽게 속이 빈 세라믹 막대를 형성합니다.
저속 작동: 밀집된 복합 재료 만들기
구조적 무결성과 밀도가 우선 순위일 때 더 낮은 속도가 사용됩니다.
재료 분리 촉진
플런저를 65mm/sec 임계값 미만으로 작동하면 Barus 효과를 피할 수 있습니다.
이 느린 변형 속도는 재료가 밀집된 복합 막대로 정착되도록 합니다.
코어-쉘 형성
저속 압출은 특정 내부 아키텍처를 생성합니다.
완성된 제품은 MgAl2O4 쉘로 둘러싸인 독특한 TiB2 코어를 특징으로 합니다.
절충점 이해
속도는 다용성을 제공하지만 관리해야 하는 특정 처리 제약이 있습니다.
속도에 대한 민감도
주요 절충점은 구조적 결과가 변형 속도에 매우 민감하다는 것입니다.
"중간 지점" 구조를 쉽게 얻을 수 없으며, 속도 임계값을 넘으면 기하학적 구조가 고체에서 속이 빈 구조로 급격하게 변경됩니다.
정밀도 요구 사항
속도가 최종 형태를 결정하기 때문에 프레스의 기계적 제어가 정확해야 합니다.
정확한 조절은 구조적 결함을 방지하기 위해 플런저 속도가 65mm/sec 임계값의 원하는 쪽에 일관되게 유지되도록 하는 데 필수적입니다.
목표에 맞는 올바른 선택
올바른 플런저 속도를 선택하려면 최종 응용 분야의 필요한 기하학적 구조와 내부 구조를 정의해야 합니다.
- 속이 빈 부품 생산이 주요 초점인 경우: 자연스러운 튜브 형성을 위해 Barus 효과를 활용하려면 플런저 속도를 65mm/sec 이상으로 유지하십시오.
- 고밀도 구조적 무결성이 주요 초점인 경우: TiB2 코어와 MgAl2O4 쉘을 가진 고체 막대를 생산하려면 플런저 속도를 65mm/sec 미만으로 유지하십시오.
변형 속도를 엄격하게 제어함으로써 단일 재료 시스템에서 두 가지 독특한 세라믹 제품을 생산할 수 있습니다.
요약 표:
| 플런저 속도 | 변형 속도 | 현상 | 최종 구조 | 코어-쉘 결과 |
|---|---|---|---|---|
| < 65 mm/sec | 낮음 | 재료 분리 | 밀집된 고체 막대 | TiB2 코어 / MgAl2O4 쉘 |
| > 65 mm/sec | 높음 | Barus 효과 (팽창) | 속이 빈 세라믹 튜브 | 코어-쉘 형성 없음 |
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참고문헌
- А. P. Chizhikov, М. С. Антипов. Influence of technological parameters on the process of SHS-extrusion of composite material MgAl2O4‑TiB2. DOI: 10.22226/2410-3535-2022-2-158-163
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