분말야금(소결)

소개글

분말야금(소결)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험이론

4. 실험준비물

5. 실험방법

6. 실험결과

7. 실험고찰

본문내용

그리고 Fe분말 7g, Fe-5%Cu 7g, Fe-10%Cu7g를 정확히 잰다.
④ 무게를 잰 분말을 볼밀 혼합기에 넣고 잘 저어준다. 붉은 구리가 뭉쳐있지 않게 잘 저어 주어야 한다.
⑤ 잘 저은 분말을 분말 형성다이에 넣고 평평하게 흔들어 준다.
⑥ 그리고 프레스로 압축하여 준다.
⑦ 압축한 후 소결 전 밀도를 구하기 위해서 두께와 지름, 무게 등을 측정한다.
⑧ 압축한 세 개의 시편의 두께와 지름,무게를 측정한 후 조직사진을 찍는다.
⑨ 열처리로에 넣고 온도 1100℃까지 가열시간 1시간, 유지시간 1시간 반을 하고 500℃에서 시편을 꺼낸다.
⑩ 꺼낸 시편을 식혀서 두께와 지름, 무게를 측정한다.
⑪ 소결된 시편의 앞뒤면 단면의 조직사진을 찍기 위해 시편을 잘라 마운팅한다.
⑫ 마운팅 한 시편을 폴리싱 하고 연마한 후 조직 사진을 찍는다.
⑬ 빅커스 경도기로 경도를 측정한다.
6. 실험결과
1) 조직사진
소결전 100% Fe
소결후 100% Fe
소결전 Fe-5%Cu
소결후 Fe-5%Cu 앞면
소결후 Fe-5%Cu 뒷면
소결전 Fe-10%Cu
소결후 Fe-10%Cu 앞면
소결후 Fe-10%Cu 뒷면
2) 결과값
소결전
소결후
100% Fe
두께(mm)
2.85
2.23
지름(mm)
21
24
질량(g)
5.97
5.95
밀도(10-3 g/mm3)
6.05
5.9
Fe-5%Cu
두께(mm)
2.8
2.23
지름(mm)
21
24
질량(g)
5.91
5.89
밀도(10-3 g/mm3)
6.10
5.84
Fe-10%Cu
두께(mm)
2.6
2.23
지름(mm)
21
24
질량(g)
5.96
5.93
밀도(10-3 g/mm3)
6.62
5.88
3) 소결 후 경도값
100% Fe
Fe-5%Cu
Fe-10%Cu
경도값 (HV)
80.8
앞 : 72
앞 : 94.7
뒤 : 90.9
뒤 : 101.9
7. 실험고찰
위의 첫 번째 경도 그래프를 보면 소결을 시킴으로써 경도가 증가함을 보인다. 이는 소결온도에서 Fe중에 용해된 Cu가 냉각됨에 따라 석출되어 경화현상을 나타내기 때문이라고 볼 수 있다. Cu의 양이 많아짐에 따라 석출경화 현상이 많이 일어나므로 경도가 증가 한다. 또한 조직사진을 보면, 분말로 있을 때에는 공공도 많이 보이며, 분말입자가 크기 때문에 경도가 작았으나, 소결을 통해 분말입자들 간에 공공이 많이 사라지고, 입자가 미세해져 경도가 증가하였다. 소결된 분말 입자의 앞뒤의 경도 값이 다른 이유는
옆의 그림에서 보듯 구리가 소결할 때 녹아 아래로 모이기 때문이다. 그래서 경도를 측정할 때에는 소결된 분말을 잘라 서로 다른 면의 경도를 측정해야 한다. 구리가 집중된 한곳은 다른 면보다 경도가 눈에 띄게 작게나온다.
Fe중에 용해된 Cu의 양은 치수의 팽창을 일으킨다고 한다. 그리하여 두 번째 그래프에서 보듯 소결전의 밀도보다는 소결후의 밀도가 더 작게 나온다. 시편의 두께는 줄어들지만, 지름이 커지고, Cu분말이 소결온도에서 녹아들어가 질량이 작아짐에 따라 밀도역시 줄어들게 되었다.
조직사진을 보면, 소결 전에는 분말 사이사이의 공공이 보이나 소결 후에는 그러한 공공의 수가 줄어들었을 뿐 아니라 입자의 크기역시 미세해 졌다. Cu함량에 따라 조직을 살펴보면, 붉은색 분말은 구리 분말인데, 5%일 때보다 10%일 때가 Cu빈도수가 더 많은 것을 볼 수 있다. 이 붉은 분말들은 소결 전에는 뚜렷하게 보이나 소결온도 1100℃의 녹는점을 가진 Cu는 소결온도에서 1539℃녹는점을 갖는 Fe중으로 녹아 들어간다. 그리하여 붉은 점을 거의 찾아 볼 수 없으나, 시편의 앞면에는 경도를 낮추는 원인인 구리가 녹아 내려와 있어 붉은 점을 발견 할 수 있다.

키워드

분말야금,   소결,   구리,   압축성형