분말 야금용 정밀 혼합기

철, 크롬, 구리, 마그네슘, 실리콘 및 탄소로 균일하게 구성된 금속 분말입니다. 벌크 밀도는 4kg/dm³입니다. 입자 크기는 2~70µm입니다.

사용 가능한 부피가 3m³인 AMIXON 트윈 샤프트 믹서. 두 개의 나선형 믹싱 툴이 최소한의 에너지 투입으로 이상적인 믹싱 품질을 만들어냅니다.

분말 야금은 재료 과학의 전문 분야입니다. 철, 강철 및 비철 금속의 미세 분말을 공작물에 압착합니다. 일부 분말 준비 및 가공 방법은 고성능 엔지니어링 세라믹 생산과 유사합니다. 알루미늄, 지르코늄 및 실리콘 원소의 산화물, 붕화물, 탄화물 및 질화물이 결합된 정의된 금속 분말 매트릭스가 있습니다.

믹싱 과정

한편으로는 다양한 분말 성분의 균질한 분포를 포함합니다. 반면에 분말 윤활제/압착 보조제(스테아르산, 스테아린산 아연)는 금속 분말에 균일하게 분포되어 있어야 합니다. 이러한 "금속 비누"는 파우더 코팅의 내부 마찰을 줄이고 프레스 중에 금형에 균일한 압력 분포를 가능하게 합니다. 압력은 수천 바 이상일 수 있습니다. 프레싱 보조제의 입자는 일반적으로 금속 분말보다 작고 매우 가볍습니다. 이들의 부피 밀도는 금속 분말 부피 밀도의 20분의 1 미만인 경우가 많습니다.

amixon® 트윈 샤프트 믹서 크기 HM 16000(16m³ 배치 크기)

믹싱 프로세스: 이것이 바로 amixon® 버티컬 믹서에서 믹스가 흐르는 방식입니다.

15m³ 분말 금속 배치용 AMIXON® 수직 믹서. 충전 장치는 각 믹서 아래에 있습니다.

amixon® 트윈 샤프트 믹서는 특히 혼합 성분이 크게 다를 때 사용됩니다. (다양한 부피 밀도, 다양한 입자 크기, 이질적인 입자 모양)

amixon® CONICAL 믹서 30 M³: 모든 충전 수준에서 이상적인 혼합 품질과 우수한 잔여물 비우기.

amixon®원뿔형 믹서의 혼합 과정

미세하게 분산된 금속 분말 생산:

금속 분말 입자는 충분히 작고 순수해야 합니다(예: 10~50µm). 연삭 공정은 볼 밀, 임팩트 밀 또는 에어 제트 밀에서 이루어질 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 금속 분말은 용융 금속을 고압으로 분사하여 생산됩니다. 용해된 금속염을 화학적으로 침전시키거나 전기분해를 통해 망간과 구리와 같은 원소를 얻는 등 매우 미세한 금속 입자를 생산하는 다른 공정도 있습니다. 금속 분말에 나노 미세 입자를 포함하려면 용융 금속을 불활성 조건에서 가열하여 증발하고 응축물로 침전시킬 때까지 가열합니다. 사용된 공정에 따라 획득한 입자는 응집 제거, 세척 또는 건조해야 합니다.

기술적인 믹싱 과제

또 다른 혼합 문제는 어닐링 용광로에서 금속 분말을 고온에서 화학적으로 환원해야 하는 업스트림 공정에 관한 것입니다. 그런 다음 각 금속 분말 입자에 충분한 탄소를 사용할 수 있어야 합니다. 실제로 이것은 믹서에서 금속 분말을 탄소로 코팅하여 달성됩니다. 여기에는 대형 정밀 믹서가 사용됩니다. 여기에서도 amixon^® 혼합 공정을 통해 미세하게 분산된 카본 블랙 형태의 탄소가 각 철 입자를 고르게 코팅합니다. 그건 그렇고: "카본 블랙과 금속 분말의 벌크 밀도 차이는 500배나 차이가 납니다." 이는 구성 요소가 충분히 섞이지 않거나 분리되는 경향이 있음을 나타냅니다. 두 가지 현상 모두 amixon^® 믹서에서는 제외됩니다.

혼합 과정에서 로터 스테이터가 응집됩니다.

왼쪽에는 10개의 커팅날이 있는 커팅 로터가 있습니다. 오른쪽은 로터-스테이터 시스템입니다. 이 도구는 나선형 믹싱 도구의 효과를 보완합니다.

고강도 애플리케이션을 위한 데모 오브젝트입니다.

이러한 점에서 분말 야금의 혼합 공정은 매우 까다롭습니다.

amixon^®^은 업계에서 많은 경험을 보유하고 있으며 분말 야금에 이상적인 혼합 품질을 보장할 수 있습니다. 혼합 배치가 30톤이든 10kg이든 상관없습니다. 또는 믹싱 프로세스를 연속적으로 진행할 수도 있습니다. 무겁고 마모성이 강한 금속 분말이 믹서를 손상시키지 않고 믹서를 최대 용량까지 채운 상태에서 믹싱 프로세스를 시작할 수 있어야 합니다. 믹서가 부드럽게 작동하는 것도 중요합니다. 혼합 과정에서 입자 크기와 입자 모양이 변경되어서는 안 됩니다.

분말 야금 기술을 사용할 때 amixon®이 기여할 수 있는 것은 무엇인가요?

분말 야금으로 생산된 공작물은 미세 구조가 균일하고 안정적인 경우에만 사용할 수 있습니다. 금속 분말의 균질성은 거의 모든 공정 단계에서 가장 중요한 요소입니다. amixon^®^은 광범위한 레퍼런스를 보유하고 있습니다.

야금학에서,
세라믹 준비
탄소 화학 분야
열 공정 기술 분야
연마성 고체와 벌크 고체를 혼합하는 기술(진공 및 최대 20bar의 과압 하에서)
서스펜션 준비
공격적인 화학 물질을 사용하는 화학 분야에서
특히 큰 혼합 배치의 경우

이러한 측면에서 투자 프로젝트를 시작하려는 경우 당사의 프로세스 엔지니어가 많은 전문 지식을 제공할 수 있습니다.

amixon GmbH의 Gyraton® 믹서. 이 정밀 믹서는 대량 배치의 부드러운 균질화를 위해 개발되었습니다.

이 믹서는 벌크 재료의 흐름 특성에 관계없이 최대 70m³의 대용량을 균질화할 수 있습니다. 드라이브 전력이 평소보다 80% 낮습니다.

amixon® 테스트 센터 I의 혼합 테스트

amixon® 테스트 센터를 이용하실 수 있습니다.

저희는 amixon^® 파더보른의 테스트 센터 - 에 방문하실 것을 권장합니다. amixon^® 팀이 여러분의 방문을 기다리고 있습니다. 최고 수준의 파우더 믹싱 기술을 경험하고 많은 세부 지식을 습득할 수 있습니다. 또한 현대적인 생산 시설도 보여드릴 수 있습니다.

기계 공학 분야의 애플리케이션

철 기반 분말 야금은 주로 고속으로 대량으로 생산되는 소형 공작물(최대 4kg)에 사용됩니다. 소결 성형 부품은 금형에서 금속 분말을 주조하고 압착하여 생산합니다. 후속 소결 공정을 통해 야금 방식으로 생산된 분말 부품을 정해진 방식으로 수축시킬 수 있습니다. 완성된 부품은 높은 치수 정확도가 특징입니다. 주강과 비슷한 강도를 가지고 있습니다. 하지만 밀도는 성형 부품 밀도의 93%~95%에 불과합니다. 일반적인 기계 요소로는 나선형 톱니가 있는 기어, 변속 패들, 밸브 스템 또는 자동차 산업용 그루브 부시와 같은 정밀 기계 부품이 있습니다. 사출 성형은 복잡한 기하학적 형상을 가진 부품에 사용할 수 있습니다. 금속 분말을 먼저 열가소성 바인더와 혼합한 다음 반죽 기계에서 가소화합니다.

분말 야금 생산 공정은 공정 비용이 많이 들기 때문에 작은 치수의 대량 제품에만 사용됩니다. 높은 비용은 여러 가지 요인에 기인합니다:

윈드스크린 와이퍼 모터용 분말 야금 생산 정밀 부품

내마모성 부품 금형 생산

컴포넌트 몰드는 수축 치수만큼 확대하여 제작해야 합니다. 프레스 공구의 피로 강도가 충분히 높은지에 대한 질문은 종종 내마모성 문제와 동의어입니다. 생성된 녹색 절단은 손상 없이 제거/배출해야 합니다. 이 작업은 대량 생산에서 빠르고 효율적으로 수행되어야 합니다.

대부분의 경우 열 소결은 불활성 조건에서 이루어지며 때로는 가스가 없는 진공 상태에서도 이루어집니다. 수조에서 압착이 이루어지면 금속 분말의 압축은 밀봉 상태에서 등방성으로 이루어질 수 있습니다. 이렇게 생산된 반제품은 소결 용광로에서 다시 압축되는 경우가 많습니다.

화학적분해를통한성형및결합해제

고성능 프레스는 그린 콤팩트를 생산하기 위해 매우 높은 압력을 가해야 합니다. 프레스 후 바인더는 최적화된 온도 곡선을 통과하여 녹색 부품에서 열 배출됩니다.

고온소결의고온

열처리는 몇 시간 동안 지속됩니다. 이러한 방식으로 유사하거나 다른 금속 입자의 원자가 확산됩니다. 이는 입자가 서로 밀착되고 조밀하게 마찰될 때만 가능합니다. 미세 구조는 관련된 원소가 용융 야금 측면에서 서로 호환되지 않음에도 불구하고 형성됩니다. 이 소재의 특별한 특징이 바로 여기에 있습니다.

기계적재작업

기계적인 재작업은 일반적으로 최소한으로 유지해야 합니다.

분말 야금 방식으로 생산된 슬라이딩 슬리브

고성능 소재를 위한 애플리케이션:

분말 야금과 "기계적 합금"은 생산된 재료가 고유한 특성을 가질 때 사용됩니다:

최대 800°C의 고온을 영구적으로 견딜 수 있습니다(터빈 블레이드, 내화 라이닝).
매우 단단합니다(가공용 텅스텐 카바이드).
내마모성이 매우 뛰어납니다(브레이크 디스크).
전기 전도성, 절연성 또는 반도체 역할을 합니다.
전하(압전)에 연결되면 밀리초 단위로 크기가 변합니다.
스펀지처럼 다공성이며 화학 촉매 역할을 합니다.
정의된 다공성으로 제조되며 고속 회전 부품용 플레인 베어링 역할을 합니다.
특히 자화하기 쉽습니다. 금속 분말은 단단하고 부드러운 자석을 만드는 데 사용됩니다. (통신 엔지니어링의 유도 코일)
…

합금 성분의 용융 온도와 밀도가 크게 다르기 때문에 용융 야금으로는 많은 고성능 소재를 생산할 수 없습니다. 또한 많은 금속 성분은 화학적으로 결합할 수 없습니다. 따라서 분말 야금 방식으로 생산된 소재는 높은 비용에도 불구하고 흥미로운 소재입니다.

일부고가의구성요소는분말형태로제공해야합니다.

여기에는 크롬, 철, 코발트, 구리, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 니켈, 니오브, 희토류, 탄탈륨, 티타늄, 바나듐, 텅스텐, 아연 및 그 유도체가 포함되며, 가능한 한 순수한 형태로 제공되어야 합니다. 분말 야금 방식으로 생산된 공작물의 품질은 투입 재료의 순도와 균일한 분포에 따라 좌우됩니다. 순도가 높은 최소한의 작은 입자를 생산하는 것은 매우 까다로운 작업입니다.

혼합기