새로운 소결 기술: 30초 만에 금속 벌크 부품 제작

소결은 금속 분말을 굳히고 금속의 녹는점보다 낮은 온도에서 구워 "부품 성형"을 하는 부품 가공 기술입니다. 이 공정을 분말 야금이라고 합니다. 이렇게 굳히고 성형한 부품을 "소결 금속 부품" 또는 "소결 제품"이라고 합니다.

그렇다면 소결 공정이란 무엇일까요?
소결 제품의 제조 공정은 다음과 같습니다.
1. 원재료:

소결 제품의 주요 원재료로는 철, 구리, 알루미늄, 티타늄, 니켈, 텅스텐 및 산화알루미늄이 있습니다. 분말 형태라면 대부분의 원재료를 사용할 수 있습니다.

2. 혼합:

철에 니켈과 산화알루미늄을 첨가하면 다양한 특성을 지닌 성형 제품을 만들 수 있습니다. 이러한 금속 분말은 혼합기를 사용해 충분히 혼합합니다.

3. 압축 성형:

금형에 금속 분말을 채우고 압축 성형합니다. 수직 방향에서 높은 압력으로 압축하여 밀도와 강도를 높입니다. 소결 성형은 복잡한 형상에 자주 사용되지만, 금형 구조에 따라 제약을 받기도 합니다.

4. 소결:

압축된 부품은 "취약한" 상태입니다. 비스킷처럼 손으로 쉽게 부서질 수 있습니다. 소결 제품은 가열을 통해 우수한 기계적 특성을 갖게 됩니다. 소결은 "구워 결합하는 것"을 의미하며, 금속의 녹는점보다 낮은 온도(800~1300°C)에서 소결로에서 구워집니다. 성형 제품의 산화를 방지하기 위해 소결로 내부를 보호 가스로 채웁니다. 소결 성형 제품의 분말 입자는 녹아 서로 결합하면서 더 강해져 소결 금속 부품을 형성합니다.

5. 치수 조정:

금형에서 소결 금속 부품에 다시 압력을 가해 소결함으로써 소결 제품의 치수 정밀도를 높입니다.

6. 후처리:

정밀도와 강도를 더욱 높이기 위해 필요한 경우 가공과 열처리를 실시합니다. 또한 소결은 고정밀 금형을 사용해 제조되므로 치수 정밀도가 높고, 성형 후 금속 부품의 가공량이 적습니다. 소결은 대규모로 고정밀 부품을 생산할 수 있어 자동차 부품을 비롯한 다양한 기계 부품(베어링, 기어) 등 여러 기계 부품의 제조에 사용됩니다.