성형 공정에 영향을 미치는 요인은 주로 다음과 같습니다. 분말의 특성 첨가제의 특성 및 효능, 그리고 가압 공정 중 압력, 가압 방법 및 가압 속도에 대해 알아봅니다. 분말의 특성에는 주로 입자 크기, 입자 크기 분포, 입자 형상 및 수분 함량이 포함됩니다.

첫째, 분말의 특성이 프레스 공정에 미치는 영향

(1) 금속 분말 자체의 경도 및 가소성의 영향. 금속 분말의 경도와 가소성은 프레스 공정에 상당한 영향을 미칩니다. 연질 금속 분말은 경질 금속 분말보다 프레스가 용이합니다. 즉, 일정한 밀도의 성형체를 얻기 위해 연질 금속 분말에 필요한 프레스 압력은 경질 금속 분말보다 훨씬 작습니다. 금속 분말 연성 금속 분말은 압축 시 크게 변형되어 분말 간 접촉 면적을 늘리고, 압축 밀도를 높이기가 더 쉽습니다. 가소성이 낮은 경성 금속 분말은 압축 시 성형제를 사용해야 하며, 그렇지 않으면 균열과 같은 압축 결함이 발생하기 쉽습니다.
(2) 금속분말 마찰성능의 영향. 금속분말은 금형의 마모에 큰 영향을 미치며, 경질 금속분말을 압축할 경우 금형의 수명이 짧아진다.
(3) 분말 순도의 영향. 분말의 순도(화학적 조성)는 프레스 공정에 어느 정도 영향을 미칩니다. 분말의 순도가 높을수록 프레스가 용이해집니다. 고밀도 부품을 제조할 때, 불순물은 대부분 산화물 형태로 존재하고 금속 산화물 분말은 대부분 단단하고 취성이 있으며 금속 분말 표면에 존재하기 때문에 분말의 화학적 조성은 성형성에 상당한 영향을 미칩니다. 압축 시 분말의 압축 저항이 증가하고 압축 성능이 저하되며 빌릿의 탄성 후효과가 커집니다. 윤활제나 성형제를 사용하지 않고 압축 성능을 개선하지 않으면 압축으로 인한 밀도와 강도가 필연적으로 감소합니다.
금속 분말의 산소 함량은 화합물 또는 표면 흡착 형태로 존재하며, 때로는 환원 불가능한 불순물 형태로도 존재합니다. 분말을 완전히 환원시키지 않거나 환원 후 너무 오랫동안 방치하면 산소 함량이 증가하여 압축 성능이 저하됩니다.
(4) 분말 입자 크기와 입자 크기 조성의 영향. 분말의 입자 크기와 입자 크기 조성이 다를 경우, 프레스 공정 중 거동이 일정하지 않습니다. 일반적으로 분말이 미세할수록 유동성이 떨어지고 좁고 깊은 금형 캐비티를 채우기 어려워 브릿지 형성이 더 쉬워집니다. 분말이 미세할수록 느슨한 밀도가 낮고 금형 내 충전량이 많아 더 큰 금형 캐비티 크기가 필요합니다. 이로 인해 프레스 공정 중 다이의 이동 거리와 분말 사이의 내부 마찰이 증가하여 압력 손실이 증가하고 성형체의 밀도 분포가 균일하지 않게 됩니다. 미세 분말은 같은 형상의 거친 분말에 비해 압축성이 낮고 성형성이 우수합니다. 구형 분말의 경우, 분말의 입자 크기는 중간 또는 높은 압력 범위에서 밀도에 거의 영향을 미치지 않습니다.
(5) 분말 형상의 영향. 분말의 형상은 금형 캐비티 충진에 가장 큰 영향을 미칩니다. 구형에 가까운 매끄럽고 규칙적인 표면을 가진 분말은 유동성이 좋고 금형 캐비티 충진이 용이하여 성형체의 밀도 분포가 균일합니다. 그러나 복잡한 형상의 분말은 충진이 어렵고 브리징 현상이 발생하기 쉬워 분말의 불균일한 투입으로 인해 성형체의 밀도가 불균일해질 수 있습니다. 특히 자동 프레스 공정에서 분말의 형상이 불규칙한 경우가 많기 때문에 이러한 특성은 매우 중요합니다. 혼합물의 유동성을 향상시키기 위해서는 과립화 처리가 필요한 경우가 많습니다.
(6) 분말의 느슨한 충전 밀도의 영향. 느슨한 충전 밀도가 작을 경우, 금형 높이와 펀치 길이가 커야 합니다. 고밀도 블랭크를 프레스할 때, 블랭크의 크기가 길면 밀도 분포가 불균일해지기 쉽습니다. 그러나 느슨한 충전 밀도가 낮으면 프레스 공정 중 분말의 접촉 면적이 증가하고 성형체의 강도가 높아져 유리합니다.

두번째. 윤활제와 성형제가 프레스 공정에 미치는 영향

1) 윤활제 및 성형제가 프레스 공정에 미치는 영향
다양한 금속 분말은 각기 다른 윤활제나 성형제를 사용해야 합니다.
적절한 점도와 좋은 윤활성을 가지고 있으며, 분말 재료와 균일하게 혼합하기 쉽습니다.
분말 소재와 화학 반응이 일어나지 않아 제거하기 쉽고, 예비 소성이나 소결 과정에서 유해한 불순물이 남지 않습니다.
혼합 분말의 느슨한 밀도와 유동성은 크게 영향을 받지 않습니다. 특별한 경우를 제외하고는 혼합 과정에서 온도 상승으로 인한 용융을 방지하기 위해 연화점이 높아야 합니다.
소결 후 제품 성능 및 외관에 부정적인 영향이 없습니다.

(2) 윤활제 및 성형제의 투여량 및 효과
윤활제와 성형제의 첨가량은 분말의 종류와 입자 크기, 가압력, 마찰 표면적, 그리고 자체 재질에 따라 달라집니다. 윤활제 첨가량은 형상 계수에 거의 비례합니다.

제삼. 억제 방법이 억제 과정에 미치는 영향

압축 공정에서는 두 가지 매개변수를 선택해야 하는데, 하나는 가압 속도이고 다른 하나는 유지 시간입니다. (1) 가압 방식의 영향. 가압 공정 중 압력 손실로 인해 빌릿의 밀도 불균일 현상이 발생할 수 있습니다. 이러한 현상을 줄이기 위해 양방향 가압, 다방향 가압 또는 다이 구조 변경을 사용할 수 있습니다. 복잡한 형상의 부품의 경우, 성형 과정에서 복합 다이 펀칭을 사용할 수 있습니다.
(2) 압력 유지 시간의 영향. 압착 공정 중 분말을 특정 압력으로 일정 시간 유지하면 매우 좋은 결과를 얻을 수 있는 경우가 많습니다.

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