복합 금속 합금(CMA) 준비에서 단축 실험실 유압 프레스의 주요 역할은 밀집 및 간극 폐쇄입니다. 높은 수직 압력을 가함으로써 기계는 느슨한 분말 입자를 서로 밀어 내부 기공을 제거합니다. 이는 원료를 후속 마찰 시험의 엄격함을 견딜 수 있는 응집력 있고 기계적으로 안정적인 시편으로 변환합니다.
프레스는 느슨한 분말과 시험 가능한 고체 사이의 중요한 다리 역할을 합니다. 이 고압 밀집 없이는 합금이 정확한 성능 분석에 필요한 구조적 무결성을 갖지 못할 것입니다.
밀집의 역학
입자 간 간극 폐쇄
프레스의 기본적인 기능은 분말 덩어리의 부피를 줄이는 것입니다.
압력이 가해지면 CMA 분말 입자 사이의 빈 공간(공극)이 강제로 닫힙니다. 이 과정은 분말 야금에서 구조적 약점의 주요 원인인 내부 기공을 효과적으로 제거합니다.
기계적 강도 향상
기공을 줄임으로써 프레스는 합금의 기계적 강도를 크게 증가시킵니다.
가해진 힘은 입자 간의 저항을 극복하여 단단한 물리적 접촉과 맞물림을 생성합니다. 이러한 응집은 시편이 느슨한 입자의 집합이 아닌 고체 단위로 작용하도록 보장합니다.
마찰 시험을 위한 안정성
CMA의 경우 최종 목표는 종종 성능 시험, 특히 마찰 시험(마찰 및 마모)을 포함합니다.
밀도가 가변적이거나 기공이 많은 시편은 이러한 시험 중에 부서지거나 일관되지 않은 데이터를 생성합니다. 유압 프레스는 시편이 안정적이고 재현 가능한 결과를 제공할 만큼 충분히 밀집되도록 합니다.
물리적 기초 확립
"녹색 본체" 생성
주요 초점은 밀집이지만, 프레스는 야금에서 녹색 본체라고 알려진 것을 효과적으로 생성합니다.
이것은 기계적 맞물림만으로 형태를 유지하는 압축된 디스크 또는 모양입니다. 이것은 소결과 같은 추가 가공을 위한 물리적 기초 역할을 합니다.
변형 저항 극복
높은 밀도를 달성하기 위해 프레스는 금속 입자의 마찰 및 변형 저항을 극복할 만큼 충분한 힘을 발휘해야 합니다.
특정 합금에 따라 이 압력은 연성 변형을 유발할 수 있으며, 여기서 더 부드러운 입자는 더 단단한 입자 사이의 공극을 채우기 위해 모양이 변하여 밀도를 더욱 극대화합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
방향 제한
단축 압축은 단일 방향(수직)에서 힘을 가합니다.
이것은 때때로 밀도 구배를 유발할 수 있으며, 여기서 재료는 중심보다 압축 표면에 더 가깝습니다. 모든 방향에서 동일한 압력을 가하는 등압 압축과 달리 단축 압축은 약간의 불균일성을 초래할 수 있습니다.
기하학적 제약
최종 제품의 모양은 사용된 금형(다이)에 의해 엄격하게 정의됩니다.
이 방법은 디스크 또는 막대와 같은 간단한 기하학적 모양에 이상적이지만 복잡한 3D 모양에는 적합하지 않습니다. CMA가 복잡한 디자인을 필요로 하는 경우, 이 압축 단계는 단순히 기계 가공 또는 추가 성형의 전 단계일 뿐입니다.
목표에 맞는 올바른 선택
CMA에 대한 실험실 유압 프레스의 유용성을 극대화하려면 특정 목표에 맞게 프로세스를 조정하십시오.
- 주요 초점이 마찰 시험인 경우: 마찰 분석 중 조기 재료 파손을 방지하기 위해 이론적 밀도에 가까운 밀도를 달성하기에 충분한 압력을 보장합니다.
- 주요 초점이 추가 소결인 경우: 프레스를 사용하여 취급 시 부서지지 않을 만큼 충분한 강도를 가진 "녹색 본체"를 설정하고 가스를 가두는 과도한 압축을 피하십시오.
밀집 공정을 제어함으로써 잠재력을 측정 가능한 성능으로 변환합니다.
요약 표:
| 특징 | CMA 준비에 미치는 영향 |
|---|---|
| 주요 기능 | 밀집 및 내부 기공 제거 |
| 구조적 결과 | 응집력 있는 '녹색 본체' 형성 |
| 시험 이점 | 마찰/마모 분석을 위한 기계적 안정성 보장 |
| 메커니즘 | 입자 변형 저항을 극복하기 위한 수직 압력 |
| 기하학 | 디스크 및 막대와 같은 간단한 모양에 가장 적합 |
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참고문헌
- Jean‐Marie Dubois, Esther Belin‐Ferré. Friction and solid-solid adhesion on complex metallic alloys. DOI: 10.1088/1468-6996/15/3/034804
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