금속 분말 제조를 위한 네 가지 공정

금속 분말 제조

분말 야금(PM) 전체 공정의 첫 단계는 금속 분말을 만드는 것입니다. 분말 생산에 사용되는 주요 공정은 고상 환원, 분무, 전기분해, 화학적 공정의 네 가지입니다.

고상 환원

고상 환원에서는 선별한 광석을 분쇄하고, 일반적으로 탄소와 혼합한 뒤 연속식로에 통과시킵니다. 노 내부에서 반응이 일어나 분말의 탄소와 산소가 환원되고, 스펀지 금속 덩어리가 남습니다. 이 덩어리를 분쇄하고 모든 비금속 물질을 분리한 다음 체질하여 분말을 만듭니다. 정제 공정이 포함되지 않으므로 분말의 순도는 원료의 순도에 좌우됩니다. 불규칙한 스펀지형 입자는 부드럽고 쉽게 압축되며, 예비 소결("그린") 강도가 우수한 성형체를 만듭니다.

분무

이 공정에서는 용융 금속을 작은 액적으로 분리한 다음, 액적들이 서로 또는 고체 표면과 접촉하기 전에 빠르게 응고시킵니다. 일반적으로 용융 금속의 가느다란 흐름에 고에너지 기체 또는 액체 제트를 충돌시켜 분산시킵니다. 원칙적으로 이 기술은 용융할 수 있는 모든 금속에 적용할 수 있으며, 철, 구리, 합금강, 황동, 청동, 알루미늄·주석·납·아연·카드뮴과 같은 저융점 금속, 그리고 경우에 따라 텅스텐, 티타늄, 레늄 및 기타 고융점 재료의 생산에 상업적으로 사용됩니다.

전기분해

전해질 조성 및 농도, 온도, 전류 밀도와 같은 적절한 조건을 선택하면 많은 금속을 스펀지형 또는 분말 상태로 석출할 수 있습니다. 이후 세척, 건조, 환원, 어닐링, 분쇄 등의 추가 처리가 필요한 경우가 많으며, 최종적으로 고순도·고밀도 분말을 얻습니다. 전기분해로 생산되는 주요 금속은 구리이지만, 철, 크롬, 마그네슘 분말도 이 방식으로 생산됩니다. 전기분해는 에너지 비용이 높기 때문에 일반적으로 고전도성 구리 분말과 같은 고부가가치 분말로 제한됩니다.

화학적 공정

가장 일반적인 화학적 분말 처리에는 산화물 환원, 용액에서의 침전, 열분해가 포함됩니다. 생성되는 분말은 특성이 매우 다양할 수 있지만, 입자 크기와 형태는 정밀하게 제어할 수 있습니다. 산화물 환원 분말은 개별 입자 내부에 기공이 존재하기 때문에 흔히 "스펀지형"으로 특징지어집니다. 용액 침전 분말은 좁은 입자 크기 분포와 높은 순도를 제공할 수 있습니다. 열분해는 주로 카보닐 화합물 처리에 사용됩니다. 이러한 분말은 분쇄 및 어닐링 후 순도가 99.5%를 초과합니다.