금형 표면에 포화 윤활제를 도포하는 것은 매우 중요한 보호 조치입니다. 이는 알루미늄 금속 분말과 금형의 강철 벽 사이에 물리적 장벽 역할을 하는 연속적인 얇은 막을 형성합니다. 이 장벽은 고압 압축 단계 동안 마찰을 크게 줄이고 알루미늄이 다이에 달라붙는 것을 방지하여 부품이 배출될 때 손상되지 않도록 합니다.
핵심 통찰 벽면 윤활은 단순히 움직임을 부드럽게 하는 것 이상으로, 알루미늄 분말 야금에 필수적인 구조적 요소입니다. 금속 간의 달라붙음을 방지함으로써 취약한 "녹색" 압축물의 표면 무결성을 보존하고 값비싼 공구의 수명을 크게 연장합니다.
금형 보호 메커니즘
마찰 저항 감소
분말을 압축할 때 마찰은 밀도의 적입니다. 펀치가 분말을 압축함에 따라 금형 벽과의 마찰이 하향력을 저항합니다.
포화 윤활제를 도포하면 이러한 측벽 마찰이 크게 줄어듭니다. 이를 통해 압축 압력이 분말 기둥을 통해 더 효과적으로 전달됩니다. 결과적으로 부품 전체에 걸쳐 밀도가 균일해져 약한 부분이나 구조적 약점이 발생하는 것을 방지합니다.
달라붙음 (개스) 방지
알루미늄 분말은 본질적으로 연성이 있고 고압 하에서 "끈적거릴" 수 있습니다. 장벽이 없으면 분말이 강철 금형 벽에 냉간 용접되거나 달라붙는 경향이 있습니다.
포화 윤활제 막은 분말과 강철을 분리합니다. 이는 알루미늄이 금형에 달라붙는 위험을 제거하여 부품의 표면 마감을 손상시키고 공구를 청소하기 위해 기계 가동 중단 시간을 유발하는 결함을 방지합니다.
탈형 시 무결성 보장
압축된 부품("녹색" 압축물)에 가장 위험한 순간은 배출입니다. 마찰이 높거나 달라붙는 경우, 부품을 밀어내는 데 필요한 힘이 부품을 찢을 수 있습니다.
윤활은 이러한 탈형 저항을 최소화합니다. 부품이 캐비티에서 쉽게 미끄러져 나오도록 함으로써, 부품의 외부 표면이 금형 벽에 끌릴 때 발생할 수 있는 층상 균열 또는 표면층 형성을 방지합니다.
제조 효율성에 미치는 영향
공구 수명 연장
금형 공구는 제조에서 소모품입니다. 연마성 금속 분말과의 직접적인 접촉은 마모를 가속화합니다.
지속적인 윤활 막을 유지함으로써, 공정은 상하부 펀치와 다이 캐비티를 직접적인 마모로부터 보호합니다. 이는 금형의 전반적인 서비스 수명을 크게 연장하여 장기적으로 공구 비용을 절감합니다.
중요한 구분 및 절충점
벽면 윤활 대 내부 윤활
금형 벽면 윤활과 분말 내부에 윤활제를 혼합하는 것을 구분하는 것이 중요합니다.
내부(입자 간)에 혼합된 윤활제는 재배열을 돕지만 소결 중에 연소되어 제어된 기공을 생성합니다. 그러나 내부 윤활제에만 의존하면 배출력이 높아질 수 있습니다. 벽면 윤활은 재료의 내부 구조를 수정하는 것이 아니라 공구와 부품 사이의 인터페이스를 보호하는 데 특화되어 있습니다.
윤활제 포화도 관리
윤활은 필수적이지만, 적용은 제어되어야 합니다. 목표는 "얇은 막"입니다.
윤활제가 너무 많이 도포되면 분말이 채워져야 할 다이 내부의 부피를 차지하여 최종 치수가 왜곡될 수 있습니다. 반대로, 불충분한 포화도는 즉각적인 달라붙음과 잠재적인 다이 잠김으로 이어집니다.
목표에 맞는 올바른 선택
알루미늄 분말 압축 공정을 최적화할 때 특정 결과를 얻기 위해 윤활제가 어디에 적용되는지 고려하십시오.
- 주요 초점이 표면 마감 및 무결성인 경우: 배출 시 달라붙음 및 균열을 방지하기 위해 금형 벽면 윤활을 우선시하십시오.
- 주요 초점이 공구 수명인 경우: 윤활 막이 포화되고 연속적인지 확인하여 금속 간의 직접적인 마찰을 제거하십시오.
- 주요 초점이 제어된 기공률인 경우: 벽면 윤활을 변경하는 대신 분말과 혼합된 내부 윤활제의 비율을 조정하는 데 집중하십시오.
포화 윤활제 적용을 마스터하면 장비 수명을 희생하지 않고 고품질 부품을 생산하는 반복 가능한 공정을 보장합니다.
요약 표:
| 이점 | 메커니즘 | 생산에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 마찰 감소 | 분말과 강철 사이에 물리적 장벽 생성 | 균일한 부품 밀도 및 효과적인 압력 전달 보장 |
| 달라붙음 방지 | 알루미늄이 다이에 냉간 용접/개스되는 것을 방지 | 우수한 표면 마감 유지 및 기계 가동 중단 시간 제거 |
| 부드러운 배출 | 탈형 시 저항 최소화 | 취약한 '녹색' 압축물을 층상 균열 및 찢어짐으로부터 보호 |
| 공구 수명 | 직접적인 금속 간 마찰 제거 | 값비싼 금형 공구의 서비스 수명 크게 연장 |
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참고문헌
- Muhammad Irfan Ab Kadir, Abd Khalil Abd Rahim. The Effect of Microstructures and Hardness Characteristics of Recycling Aluminium Chip AA6061/Al Powder On Various Sintering Temperatures. DOI: 10.30880/ijie.2018.10.03.009
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