진공 소결 전에 진공 시스템을 보호하기 위해 어떤 예방 조치를 취해야 합니까? 적절한 탈지 과정을 통해 성공 보장

소결 전에 진공 시스템을 보호하기 위한 가장 중요한 예방 조치는 압축된 부품(브리켓 또는 그린 컴팩트라고 함)에 대해 별도의 사전 소결 또는 "탈지" 단계를 수행하는 것입니다. 이 예비 가열 사이클은 금속 분말에 첨가된 바인더, 윤활제 및 기타 성형제를 제거하기 위해 특별히 설계되었습니다. 이 과정을 수행하지 않으면 용광로와 진공 펌프가 심각하게 오염됩니다.

핵심 문제는 부품 성형에 필요한 성형제가 열과 진공 상태에서 기화하여 닿는 모든 표면을 오염시킨다는 것입니다. 이는 최종 제품을 손상시키고 값비싼 장비를 파괴하며 상당한 운영 중단 시간을 초래합니다. 사전 소결은 선택적 지름길이 아닙니다. 성공적인 진공 소결을 위한 필수 공정 단계입니다.

성형제의 역할

성형제는 느슨한 분말에서 다루기 쉬운 부품을 만드는 데 분말 야금에서 필수적이지만, 진공 용광로 내부에서는 상당한 문제가 됩니다.

성형제란 무엇입니까?

성형제는 금속 분말을 압축하기 전에 혼합하는 유기 첨가제입니다. 여기에는 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 또는 기타 폴리머가 포함될 수 있습니다.

이들의 목적은 바인더 및 윤활제 역할을 하는 것입니다. 바인더는 "녹색 강도"를 제공하여 압축된 부품(그린 컴팩트)이 소결되기 전에 부서지지 않고 다루고 이동할 수 있도록 합니다.

진공 및 열 환경에서의 문제

이러한 성형제를 포함한 그린 컴팩트가 진공 상태에서 가열되면 유기 화합물은 개방된 공기에서처럼 깨끗하게 연소되지 않습니다.

대신, 열분해되어 기화하는데, 이를 탈기라고 합니다. 이 과정에서 다량의 탄화수소 가스가 용광로 챔버로 직접 방출됩니다.

사전 소결을 무시할 경우의 결과

탈지 단계를 건너뛰면 장비와 제품 모두에 심각하고 값비싼 결과를 초래합니다.

진공 시스템 오염

기화된 성형제는 진공 시스템 전체를 이동하며 더 차가운 표면에 응결됩니다.

이 오염은 용광로 내부 벽, 발열체 및 단열재를 코팅합니다. 또한 진공 펌프로 흡입되어 값비싼 펌프 오일을 오염시키고 펌프 성능을 저하시킵니다. 진공 센서와 게이지는 코팅되어 잘못된 판독값을 제공하여 공정 제어를 완전히 상실하게 만듭니다.

제품 품질 저하

오염은 용광로에만 영향을 미치는 것이 아니라 소결 중인 부품도 손상시킵니다. 탄화수소 증기는 부품 표면에 재증착될 수 있습니다.

이는 최종 재료의 허용할 수 없는 수준의 탄소 오염으로 이어져 야금학적 특성을 변경할 수 있습니다. 또한 소결 공정 자체를 방해하여 낮은 밀도, 증가된 다공성 및 결함 있는 최종 제품을 초래할 수 있습니다.

가동 중단 시간 및 유지 보수 비용 증가

오염된 용광로는 작동할 수 없는 용광로입니다. 챔버 벽과 구성 요소에서 응결된 바인더를 청소하는 것은 어렵고 시간이 많이 소요되며 비용이 많이 드는 수동 공정입니다.

진공 펌프 오일은 자주 교체해야 하며, 심한 경우에는 펌프를 완전히 분해하여 재조립해야 할 수도 있습니다. 이러한 유지 보수 부담은 상당한 생산 지연과 운영 비용을 초래합니다.

사전 소결 (탈지) 공정 이해

사전 소결 또는 탈지는 부품이 진공 용광로에 들어가기 전에 성형제를 제거하기 위해 특별히 설계된 제어된 가열 사이클입니다.

탈지 작동 방식

그린 컴팩트는 별도의 전용 용광로 또는 특정 사전 소결 레시피로 작동하는 진공 용광로에서 비교적 낮은 온도(예: 200–600°C)로 가열됩니다.

결정적으로, 이것은 종종 깊은 진공 상태가 아니라 흐르는 불활성 가스 분위기, 즉 질소 또는 아르곤에서 수행됩니다. 이 흐르는 가스는 운반체 역할을 하여 기화된 바인더를 배기 시스템을 통해 용광로 밖으로 쓸어내어 챔버나 펌프를 오염시키는 것을 방지합니다.

주요 탈지 매개변수

탈지의 성공은 온도 상승 속도와 분위기 제어에 달려 있습니다. 너무 빨리 가열하면 바인더가 내부에서 기화될 때 부품이 균열되거나 물집이 생길 수 있습니다.

이상적인 온도 프로파일은 사용되는 특정 유형 및 양의 성형제에 따라 결정됩니다. 목표는 소결 공정을 시작하지 않고 바인더를 완전히 제거할 수 있는 온도에서 부품을 유지하는 것입니다.

귀하의 공정에 적합한 선택을 하십시오

견고한 탈지 프로토콜을 구현하는 것은 신뢰할 수 있고 고품질의 진공 소결 결과를 얻기 위해 협상할 수 없는 필수 사항입니다.

공정 개발에 중점을 둔다면: 열중량 분석(TGA)과 같은 방법을 사용하여 성형제의 기화 온도를 정확하게 식별하고 최적화된 탈지 사이클을 설계하십시오.
생산 일관성에 중점을 둔다면: 모든 부품 배치가 값비싼 진공 소결 용광로에 들어가기 전에 검증된 탈지 사이클을 완료하도록 엄격한 품질 관리를 구현하십시오.
시스템이 이미 오염되었다고 의심된다면: 즉시 유지 보수 일정을 잡고 용광로 챔버의 고온 "소각"을 수행하고 진공 펌프 오일의 변색 및 분해 여부를 검사하십시오.

진공 시스템을 보호하는 것은 최종 진공을 가하기 훨씬 전부터 시작됩니다.

요약표:

예방 조치	목적	주요 세부 사항
사전 소결 (탈지)	성형제 제거	안전하게 바인더를 기화시키기 위해 불활성 가스 분위기에서 200-600°C로 가열
제어된 가열	부품 손상 방지	균열 또는 물집 방지를 위해 느린 램프 속도 사용
분위기 제어	오염 물질 제거	효과적인 제거를 위해 질소 또는 아르곤과 같은 흐르는 불활성 가스 사용

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