세라믹 가공 공정
세라믹을 가공하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 최종 부품의 원하는 속성에 따라 선택됩니다. AIP가 제안하는 일반적인 세라믹 처리 방법 세 가지를 소개합니다.
방법 1 — 일반 세라믹 처리 흐름
처리 단계
- 원료 분말 — 적절한 사양 필요
- 분말 밀링 — 바인더 또는 소결 보조제 혼합
- 프리폼(Preform) — 다이 프레스 단축, 냉간 등압, 슬립 캐스트 또는 사출 성형
- 디바인더(dewax) — 필요한 경우 진공 또는 유동 가스 사용
- 소결 — 진공 또는 부분 압력(2~50 psi) (지르코니아는 일반적으로 공기 연소)
- Hot Isostatic Press — 속성 개선을 위해 HIP 추가 단계 필요할 수 있음
실제 압력과 온도는 원하는 제품에 따라 달라집니다.
대표 처리 조건
| 소재 | 일반 HIP 처리 조건 |
|---|---|
| 알루미나 (Al₂O₃) | 1,500°C, 15,000 psi, 2시간 |
| 지르코니아 (ZrO₂) | 1,500°C, 15,000 psi, 2시간 |
| 실리콘 질화물 (Si₃N₄) | 1,500 psi (일부 45,000 psi까지) |
더 높은 압력은 일반적으로 더 나은 특성을 생성하지만 비용 측면에서 비효율적인 경우가 있습니다. 소결을 통해 92% 이상의 밀도를 달성하면, 일반적으로 HIPping 멤브레인(용기)이 필요하지 않은 비다공성 부품을 얻을 수 있습니다.
방법 2 — 유리 캡슐화 활용
처리 단계
- 원료 분말
- 밀링 — 필요한 경우 프리폼
- 바인더 제거 — 필요한 경우
- 유리 캡슐화 — 차단막 제공
- HIP
유리 캡슐화는 분말 또는 다공성 소재에 가스가 침투하는 것을 차단하여 고밀도화를 가능하게 합니다. 복잡한 형상이나 다공성이 있는 소재에 효과적입니다.
방법 3 — Hot Uniaxial Press 활용
처리 단계
- 원료 분말
- 밀링 — 소결 보조제에 필요한 경우. 부품이 분말에서 제품으로 이동할 때 일반적으로 필요하지 않은 바인더. 바인더는 일반적으로 프리폼 처리를 용이하게 하기 위해 추가됩니다.
- Hot Uniaxial Press — 진공 또는 부분 압력
이 방법은 부품 요구사항을 충족할 수 있는 합리적으로 좋은 부품을 생산합니다. 부품의 밀도 변화가 최소화될 수 있으나, 등정압 압축된 부품보다 더 많은 가공이 필요할 수 있습니다.
바인더 제거 (Debinder)
일부 세라믹 재료의 경우 바인더는 대기압 또는 비산화성 대기에서 저렴한 오븐에서 연소시킬 수 있습니다. 바인더 제거 후 작업물은 소결로로 전송됩니다. 이를 통해 별도의 디바인더 공정 비용을 절감할 수 있습니다.