고급 금속 3D 프린팅에서 합금 분말의 역할
적층 제조, 특히 SLM(Selective Laser Melting) 및 EBM(Electron Beam Melting)의 등장으로 합금 분말이 산업 혁신의 중심에 놓이게 되었습니다. 기존 주조와 달리 이러한 공정에서는 빌드의 각 레이어가 균일하도록 유동성이 높고 패킹 밀도가 높은 구형 합금 분말이 필요합니다. 티타늄, 니켈 기반 초합금, 코발트 크롬과 같은 고성능 금속 분말을 사용하면 엔지니어는 이전에는 제조가 불가능했던 복잡한 형상을 설계할 수 있습니다. 분말 야금 공정의 정밀성은 최종 구성품이 기계적 무결성을 유지하면서 재료 낭비를 크게 줄이는 것을 보장합니다.
3D 프린팅 성공의 주요 특징
- 입자 크기 분포(PSD): 일관된 용융 및 표면 마감을 보장합니다.
- 구형 형태: 빌드 플레이트 전체에 걸쳐 파우더의 흐름을 개선합니다.
- 화학적 순도: 산화를 방지하고 최종 부품의 강도를 보장합니다.
용사 합금 분말을 통해 부품 수명 향상
열악한 산업 환경에서 장비는 극심한 열, 부식 및 마모에 노출되는 경우가 많습니다. 열 스프레이 합금 분말 이러한 구성 요소의 표면에 보호 코팅을 적용하는 데 사용됩니다. HVOF(고속 산소 연료) 또는 플라즈마 분사와 같은 기술을 사용하여 특수 합금 분말을 녹여 기판 위로 추진합니다. 이를 통해 부품의 서비스 수명을 최대 5배까지 연장할 수 있는 표면 경화층이 생성됩니다. 석유 및 가스, 광업, 항공우주 등의 산업에서는 이러한 코팅을 사용하여 고가의 기계를 유지 관리하고 기계적 고장으로 인한 가동 중지 시간을 줄입니다.
일반적으로 사용되는 열 스프레이 조성물
| 합금 종류 | 주요 이점 | 공통 응용 |
| WC-Co(텅스텐 카바이드) | 극도의 내마모성 | 드릴 비트 및 펌프 샤프트 |
| NiCrBSi(니켈 기반) | 부식 및 산화 저항 | 보일러 튜브 및 밸브 |
| MCrAlY 합금 | 고온 보호 | 가스 터빈 블레이드 |
생산 방법 및 합금 분말 품질에 미치는 영향
합금 분말을 생산하는 데 사용되는 방법은 최종 적용을 직접적으로 결정합니다. 가스 원자화는 항공우주 및 의료 응용 분야에 필요한 고품질 구형 분말을 생산하는 데 가장 널리 사용되는 기술입니다. 이 과정에서 용융 금속 흐름은 고압 불활성 가스 제트에 의해 분해됩니다. 물 원자화와 같은 다른 방법은 비용 효율적이며 불규칙한 모양의 입자를 생성하므로 최종 열처리 전에 "생강 강도" 또는 입자의 맞물림이 필요한 프레스 및 소결 응용 분야에 이상적입니다. 이러한 생산의 미묘한 차이를 이해하면 제조업체가 특정 기계적 요구 사항에 맞는 재료를 선택하는 데 도움이 됩니다.
원자화 기술의 비교
- 가스 원자화: 구형 입자를 생성합니다. 낮은 산소 함량; AM에 이상적입니다.
- 물 원자화: 불규칙한 입자를 생성합니다. 비용 효율적; 구조 부품에 사용됩니다.
- 플라즈마 원자화: 최고의 순도와 구형도; 티타늄과 같은 반응성 금속에 사용됩니다.
맞춤형 합금분말 개발의 미래 동향
기술이 발전함에 따라 업계는 "디자이너 파우더"로 이동하고 있습니다. 기업에서는 기성 합금을 사용하는 대신 특정 환경 스트레스 요인에 맞춘 맞춤형 합금 분말 구성을 개발하고 있습니다. 여기에는 거의 동일한 비율로 5개 이상의 원소로 구성된 고엔트로피 합금(HEA)의 개발이 포함됩니다. 이 분말은 전례 없는 중량 대비 강도 비율과 열 안정성을 제공합니다. 또한 지속 가능성을 추구하면서 금속 스크랩을 다시 고급 분말로 재활용하여 금속 제조 부문 내 순환 경제를 보장하고 있습니다.
