구형 분말 첨단 제조 공정으로 생산되는 구형 입자 형태의 분말 소재를 말합니다. 이 가이드에서는 구형 분말의 특성, 생산 방법, 응용 분야, 사양, 장점 및 산업별 공급업체를 다룹니다.
구형 분말 개요
구형 분말은 작은 구형 입자가 들어 있어 불규칙한 분말 형태에 비해 이점을 제공합니다:
- 향상된 유동성 및 포장 밀도
- 내부 공극 및 다공성 감소
- 균일한 입자 크기 분포
- 최종 소결 부품의 매끄러운 마감 처리
- 유체에서 더 쉬운 분산성
구형 형태는 적층 제조, 분말 야금, 용사, 금속 사출 성형 및 기타 분말 기반 애플리케이션에 사용되는 금속 분말에 유리합니다.
구형 분말의 생산 방법
구형 분말을 제조하는 일반적인 공정은 다음과 같습니다:
- 가스 분무 고압 불활성 가스 제트가 금속 스트림을 녹여 미세한 물방울로 분해하여 구형 분말로 응고시킵니다.
- 플라즈마 분무 플라즈마 토치를 사용하여 금속을 녹이고 불활성 가스로 원자화하여 구형 입자로 만듭니다.
- 전극 유도 용융 금속 막대가 유도 용융되고 원심력에 의해 물방울이 형성되어 구형 분말로 응고됩니다.
- 화학적 방법 제어된 화학적 침전 반응은 금속염에서 구형 입자를 생성합니다.
공정 파라미터를 제어하는 가스 원자화를 통해 원하는 분말 크기 분포와 구형 형태를 일관되게 달성할 수 있습니다. 플라즈마 공정을 통해 티타늄 및 티타늄 알루미나이드와 같은 반응성 합금의 구형을 구현할 수 있습니다.
구형 분말의 응용 분야
| 산업 | 애플리케이션 |
|---|---|
| 적층 제조 | 스테인리스 스틸, 티타늄, 니켈 합금과 같은 금속의 3D 프린팅 |
| 분말 야금 | 철 및 비철 P/M 부품 제조 |
| 금속 사출 성형 | 작고 복잡한 부품을 우수한 성능으로 생산 |
| 열 스프레이 | 내마모성 및 부식 방지 코팅 |
| 전자 제품 | 전도성 페이스트 및 두꺼운 필름 |
| 세라믹 | 세라믹용 균일한 전구체 재료 |
| 제약 | 흐름과 분산성이 개선된 약물 입자 |
구형의 장점:
- 소결된 P/M 부품을 위한 더 높은 포장 밀도
- 완성된 부품의 표면 거칠기 감소
- 적층 제조의 다공성 감소
- 사출 성형 시 유동성 향상
- 열 스프레이 코팅을 위한 균일한 두께와 커버리지
구형 분말의 사양
구형 분말은 다음과 같은 매개변수가 특징입니다:
| 매개변수 | 일반적인 값 |
|---|---|
| 자료 | 금속, 합금, 세라믹, 복합재 |
| 입자 크기 | 1 &8211; 150 미크론 |
| 파티클 모양 | 구형도; 0.9 |
| 크기 분포 | 애플리케이션에 따라 제어 |
| 유량 | 25 &8211; 35 s/50g |
| 겉보기 밀도 | 이론적 밀도의 최대 60% |
| 산화물 콘텐츠 | 반응성 금속의 경우 300ppm |
| 표면 거칠기 | 1.5μm |
| 다공성 | 구형의 경우 5%, 불규칙한 분말의 경우 20%. |
파우더는 크기 분포, 구성, 적용 방법에 따라 맞춤 제작됩니다.
구형 분말 공급업체
구형 분말의 주요 글로벌 공급업체로는 다음과 같은 기업이 있습니다:
| 회사 | 파우더 재료 |
|---|---|
| 샌드빅 오스프리 | 티타늄, 니켈, 코발트 합금 |
| TLS 기술 | 티타늄, 공구강, 구리 |
| 호가나스 | 철, 스테인리스 스틸 |
| 프렉스에어 | 티타늄, 텅스텐, 탄탈륨 |
| 목수 첨가제 | 코발트 크롬, 인코넬, 스테인리스강 |
| LPW 기술 | 티타늄, 알루미늄, 마그네슘 |
공급업체는 고품질의 구형 분말을 생산하기 위해 가스 분무 및 플라즈마 기술에 투자합니다. 맞춤형 서비스가 제공됩니다.
구형 분말 사용의 이점
구형 분말 사용의 몇 가지 주요 이점:
- 소결 부품의 밀도 향상 및 다공성 감소
- 사출 성형 시 파우더 흐름을 개선하여 복잡한 형상 구현 가능
- 입자 연동 감소로 표면 거칠기 감소
- 균일한 구성 및 미세 구조
- 더 넓은 범위의 달성 가능한 입자 크기
- 파우더 재활용성 및 재사용 증가
구형 형태는 분말 기반 애플리케이션의 제조 가능성, 특성 및 성능을 향상시킵니다.
구형 분말의 도전 과제
구형 분말과 관련된 몇 가지 문제점이 있습니다:
- 가스 분무 불규칙 분말에 비해 높은 생산 비용
- 대량 생산 능력 제한
- 더 작은 입자 크기 범위로 제한됨
- 입자 손상을 방지하기 위해 특별한 취급이 필요합니다.
- 불활성 대기가 없는 반응성 물질의 산화 위험
- 고급 특성화 및 테스트 방법 필요
일반 파우더와 비용 비교
| 파우더 유형 | kg당 비용 |
|---|---|
| 불규칙한 니켈 합금 | $30-60 |
| 구형 니켈 합금 | $45-90 |
| 불규칙한 티타늄 합금 | $80-150 |
| 구형 티타늄 합금 | $120-220 |
특수 제조로 인해 비용이 더 많이 들지만 향상된 속성으로 인해 성능이 중요한 곳에서 사용할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Q: 분말 구형도란 무엇이며 어떻게 측정하나요?
A: 구형도는 입자가 완벽한 구에 얼마나 가까운지를 나타냅니다. 이미지 분석 소프트웨어와 정량적 형상 인자를 사용하여 측정합니다.
Q: 금속 분말의 구형성은 어떤 이점이 있나요?
A: 구형 분말은 소결 및 적층 가공 부품의 유동성, 패킹 밀도, 미세 구조, 인장 강도 및 피로 수명 등의 특성을 개선합니다.
Q: 구형 분말은 얼마나 작게 생산할 수 있나요?
A: 고급 가스 원자화 방법을 사용하면 1-100nm 크기의 나노 단위까지 구형 분말을 생산할 수 있습니다. 하지만 평균 크기는 보통 10미크론 이상입니다.
Q: 어떤 산업에서 구형 분말을 가장 많이 사용하나요?
A: 적층 제조 및 분말 야금 분야는 제공되는 상당한 이점으로 인해 구형 분말의 최대 소비처입니다.
Q: 구형 분말의 한계는 무엇인가요?
A: 높은 비용, 소량의 생산량, 취급 시 산화 위험, 제한된 크기 범위로 인해 적용 가능성이 제한됩니다. 불규칙한 분말이 여전히 더 널리 사용되고 있습니다.
Q: 구형 분말과 비구형 분말은 어떻게 구분되나요?
A: 소프트웨어를 사용하여 정량적으로 원형, 원형, 종횡비와 같은 모양 요소를 측정합니다. 구형, 불규칙, 수지상, 팝콘과 같은 정성적 모양 설명자도 사용됩니다.
질문: 구형 분말과 관련된 건강상의 위험이 있나요?
A: 예, 다른 미세 분말과 마찬가지로 흡입 위험은 존재합니다. 안전한 취급을 위해 적절한 공학적 제어, 환기 및 개인 보호구를 사용해야 합니다.
결론
구형 분말은 금속 적층 제조 및 사출 성형과 같은 제조 방법에서 불규칙한 분말에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 이 가이드에서는 구형 분말 생산 방법, 산업 전반의 주요 응용 분야, 사양, 부품 특성 및 성능의 이점, 비용 비교, 공급업체 환경에 대해 다룹니다. 앞으로 중요한 응용 분야에서 구형 분말의 채택이 늘어날 것으로 보입니다.