KR20160079972A - 분말야금용 하모닉 구조 분말 및 이를 이용한 분말성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말성형공정 때 필요한 프레스의 압력을 줄이고 금형의 마모를 줄여 생산성을 높이는 동시에 금형의 수명을 증가시킬 수 있는 분말야금용 분말 및 이를 이용한 분말성형방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 분말은, 내부입자와 이 내부입자의 표면에 코팅된 코팅층을 포함하여 이루어진 입자를 포함하고, 상기 코팅층은 내부입자에 비해 기계적 강도가 낮은 것을 특징으로 한다.

Description

분말야금용 하모닉 구조 분말 및 이를 이용한 분말성형방법 {HARMONIC STRUCTURE POWDER FOR POWDER METALLURGY AND POWER COMPACTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 분말야금용 부품을 제조함에 있어서 생산성을 높일 수 있는 분말야금용 하모닉 구조 분말과 이를 이용한 분말성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분말야금의 모재가 되는 입자의 표면에 모재에 비해 강도가 낮은 코팅층을 형성함으로써, 성형체를 제조할 때 금형의 마모, 공정 압력, 공정 시간 등을 크게 줄일 수 있어, 고밀도 분말야금제품의 생산성을 높일 수 있는 것에 관한 것이다.

분말야금법은 금속 분말을 이용하여 치밀한 성형체를 만드는 기술로, 이 방법은 복잡한 구조물을 대량 생산할 수 있으며 노동력, 재료 및 에너지를 절약할 수 있기 때문에, 최근 자동차, 전자 및 기계 부품의 제조에 널리 적용되고 있다. 이러한 분말야금 공정은 일반적으로 분말의 제조, 분말의 성형과 가공, 후처리의 세 단계로 구분할 수 있다.

한편, 분말야금법은 상기한 바와 같은 많은 장점이 있으나, 소결된 성형체 내부에 기공이 존재하고, 밀도 분포가 불균일할 경우 소결 도중 제품의 뒤틀림 등이 발생하는 단점도 있기 때문에, 오래 전부터 건전한 분말야금 부품을 만들려는 새로운 성형 가공법들이 제시되어 왔다.

건전한 분말야금 제품을 만드는 일은 균일한 이론밀도의 성형체를 얻는 일부터 시작된다고 볼 수 있는데, 균일하고 높은 밀도를 얻기 위한 방법으로, 종래 분말단조, 냉각유동법(cold flowing), 정수압 압축, 사출성형, 또는 플라즈마 용착 등의 여러 가지 방법이 사용되어 왔다.

한편, 최근 나노미터 크기의 극미세 영역에서 재료의 새로운 물리적 현상과 향상된 특성을 나타내는 많은 연구결과가 보고됨에 따라, 나노 과학/기술이 새로운 영역으로 많은 각광을 받고 있다. 이러한 영향은 소재 분야에서도 파급되고 있으며, 나노소재의 제조에 대한 많은 연구 성과들이 발표되고 있다. 이에 나노결정립 구조 재료를 얻기 위해 분말을 이용한 벌크 소재를 제조하는 바텀-업(bottom-up) 방식의 공정에 대한 관심이 높아지고 있다.

또한, 기계적 합금화 분말, 나노 분말과 같은 고기능, 우수 분말들을 제조하여 기존에 상용된 재료의 물성을 뛰어넘는 새로운 재료를 얻을 수 있으며, 이에 따른 고압비틀림(high pressure torsion) 공정과 같은 새로운 분말성형법이 필요하게 되었다.

나노 소재의 제조뿐만 아니라 분말을 이용한 모든 기존의 공정에서 가장 큰 문제가 되는 것은 진밀도에 도달하는 것이다. 분말야금 기술의 가장 큰 특징은 분말을 이용하여 다양한 형상을 갖는 부품을 용이하게 제조할 수 있다는 점이다.

분말은 유동성이 좋기 때문에 복잡한 형상의 공간 내부를 비교적 용이하게 채울 수 있고 공간을 채운 분말입자간에 적절한 결합력을 부여하면 공간의 형상과 같은 형상을 가진 성형체를 제조할 수 있다. 이와 같이 분말에 일정한 형상을 부여하는 일련의 공정을 분말성형 공정이라 한다.

분말성형 공정의 최종 목적은 원하는 정밀도, 물성, 형상을 갖는 소결체를 제조하는데 적합한 성형체를 경제적으로 제조하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 소결 시 성형체의 수축율을 고려하여 성형체의 성형밀도가 제어되어야 하며, 성형체 내의 결함 발생이 방지되어야 한다. 분말성형 공정에는 원료분말, 분말을 채우는 공간인 동시에 최종 형상을 결정하는 금형, 금형내에 충진된 분말입자들간에 결합력을 주기 위한 프레스와 같은 성형장비등 세 가지 요소가 필요하다. 원료분말의 물성, 성형체의 형상 및 요구되는 물성에 따라 적합한 성형공정이 채택되어야만 한다.

분말의 성형성은 가해진 압력에 따른 분말성형체의 밀도 변화로 나타낼 수 있다. 일반적으로 분말 형상은 저압 영역에서 성형성에 큰 영향을 미치는 반면에, 분말의 소성은 고압 영역에서 성형성에 큰 영향을 미친다. 연성이 큰 분말일수록 성형 시 소성변형이 용이하므로 성형성이 양호하다.

일반적으로 금형이라 함은 분말성형에 직접 관여하는 성형체 주위의 구성품을 포함하여 구성품이 동작되는 기구까지를 포함한다. 금형은 성형체의 형상을 결정하고 성형밀도의 균일성 혹은 결함 발생에 영향을 미친다. 금형소재로는 강성이 뛰어난 고속도공구강, 초경합금등의 재료들이 쓰인다. 성형될 분말의 특성(마모성등) 및 성형압력에 따라 금형소재가 결정된다. 분말야금법으로 제조되는 소결부품의 물성 및 정밀도는 금형기술에 크게 의존한다. 금형은 성형체의 형상 및 치수 정밀도, 표면조도등에 큰 영향을 미친다. 고속도공구강으로 제작되는 금형의 수명은 성형체 기준으로 대략 2~5만개 수준이며 초경합금으로 내벽을 보강한 경우는 대략 10만개 수준이다.

또한, 한국공개특허공보 10-2003-0032165호에는, 분말야금용 부원료 분말을 유기 바인서를 사용하여 철기 분말의 표면에 접착시킴으로써, 편석이 작고 분말의 유동성을 높일 수 있는 분말야금용 분말이 개시되어 있다.

이와 같이, 분말야금에 있어서, 성형체의 진밀도 및 분산성을 개선하기 위하여, 부원료를 주원료 분말에 부착하는 방법이나, 금형 기술 등을 통해 해결하고자 하는 시도가 있었으나, 주원료 분말 자체의 성형성을 개선하고자 하는 노력은 미흡하였다.

한국공개특허공보 10-2003-0032165호

본 발명의 과제는 성형공정에서 주원료 분말에 의해 요구되는 성형압력과 성형시간을 줄임과 동시에 금형의 마모를 줄일 수 있어, 분말야금 제품의 생산성을 높이고 제조비용을 절감할 수 있는 분말야금용 분말과 이를 이용한 분말성형방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면은, 내부입자와 이 내부입자의 표면에 코팅된 코팅층을 포함하여 이루어진 입자를 포함하는 분말로, 상기 코팅층은 내부입자에 비해 기계적 강도가 낮은 것을 특징으로 하는 분말야금용 하모닉 구조 분말을 제공하는 것이다.

상기 하모닉 구조 분말에 있어서, 상기 코팅층은, 상기 하모닉 구조 분말의 소결 시에 상기 코어 물질과의 합금화 또는 상기 코어 물질 내의 고용화가 가능한 물질로 이루어질 수 있다.

상기 하모닉 구조 분말에 있어서, 상기 내부입자는 금속으로 이루어지고, 상기 코팅층은 상기 내부입자를 이루는 주금속을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 하모닉 구조 분말에 있어서, 상기 코팅층은 도금법에 의해 형성될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면은, (a) 내부입자와 이 내부입자의 표면에 상기 내부입자에 비해 기계적 강도가 낮은 물질이 코팅된 코팅층을 포함하여 이루어진 하모닉 구조 분말을 금형에 장입하는 단계; (b) 상기 하모닉 구조 분말을 성형하여 성형체를 제조하는 단계; (c) 상기 성형체를 소결하는 단계;를 포함하는 분말야금방법을 제공하는 것이다.

상기 분말야금방법에 있어서, 상기 코팅층의 두께를 상기 성형체에 요구되는 밀도, 밀도분포, 성형압력 또는 성형시간을 고려하여 조절할 수 있다.

상기 분말야금방법에 있어서, 상기 내부입자와 코팅층 간의 강도 차이를 상기 성형체에 요구되는 밀도, 밀도분포, 성형압력 또는 성형시간을 고려하여 조절할 수 있다.

본 발명에 의한 하모닉 구조 분말은, 내부 입자에 비해 강도가 낮은 물질이 코팅되어 있기 때문에, 분말성형 시 필요한 압력을 줄어들어 고밀도 부품의 생산성을 높일 수 있다.

또한, 하모닉 구조 분말은 분말 표면의 강도가 낮기 때문에 분말성형 시 금형의 마모를 줄여 금형의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 하모닉 구조 분말은 기존 분말에 비해 진밀도에 가깝게 성형될 수 있으므로, 소결공정 중에 일어나는 비틀림과 같이 불량을 유발하는 현상들을 억제시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 분말야금방법에 의하면, 성형체에 요구되는 밀도, 밀도분포, 성형압력 등을 고려하여, 하모닉 구조 분말을 구성하는 코팅층의 두께나, 상기 내부입자와 코팅층 간의 강도 차이를 조절함으로써, 분말성형공정의 생산성을 크게 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른, 분말야금용 하모닉 구조 분말의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 분말야금용 하모닉 구조 분말을 사용한 분말야금방법의 공정 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 하모닉 구조 분말과, 일반 분말의 압축 성형 거동을 대비한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예 1에 따라, 유한요소해석을 이용해 일반 분말과 Harmonic 분말의 압축성형을 예측한 도면이다.
도 5은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 구리 코팅된 철분말의 단면을 관찰한 사진이다.
도 6는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 구리 코팅된 철분말의 표면을 관찰한 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에서 제조된 하모닉 구조 분말과, 일반 철분말의 압축 성형 거동을 대비한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따라, 유한요소해석을 이용해 일반 분말과 Harmonic 분말의 압축 성형 거동을 예측한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에서 유한요소해석을 이용해 Harmonic 분말을 압축성형 했을 때, 변형량이 구리 코팅(Shell)에 집중됨을 예측한 결과이다.

본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함하는 의미이다. 그리고 포함한다의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작. 요소 및/또는 성분을 구체화하며 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작. 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외하는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만 여기에 사용되는 기술용어 및 과학 용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미이다. 또한, 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술 문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 갖는 것으로 추가 해석되고 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하모닉 구조의 분말과 이 하모닉 구조 분말을 이용한 분말성형공정에 대해 상세하게 설명하겠지만, 본 발명에 따른 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 따라서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경할 수 있음은 자명하다.

또한 본 명세서 및 청구범위에서, "포함하다"는 용어는 다른 특성 또는 구성이 부가될 수 있음을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명자들은 분말야금공정 중, 분말성형공정에서 주원료 분말의 성형에 요구되는 높은 성형압력을 줄이고, 주원료 분말과 금형 간의 마찰에 의해 발생하는 금형 수명을 늘리며, 동시에 성형체의 진밀도를 높일 수 있는 방법을 연구한 결과, 주원료 분말을 구성하는 내부 입자의 표면에 내부 입자에 비해 강도가 낮은 코팅층을 형성할 경우, 성형공정에 요구되는 성형압력이 낮아지고 성형체의 진밀도를 높일 수 있을 뿐 아니라, 금형의 수명도 연장시킬 수 있음을 밝혀내고 본 발명에 이르게 되었다.

도 1은 본 발명에 따른, 분말야금용 하모닉 구조 분말의 구조를 나타내는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분말야금용 하모닉 구조 분말은, 내부입자와 이 내부입자의 표면에 코팅된 코팅층을 포함하여 이루어진 입자를 포함하는 분말로, 상기 코팅층은 내부입자에 비해 기계적 강도가 낮은 것을 특징으로 한다.

상기 내부 입자는, 금속, 금속화합물, 세라믹 및 이들의 복합분말로 형성될 수 있다. 예를 들어 내부 입자는 금속, 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 산화물, 금속 산탄화물, 금속 산질화물, 금속 탄질화물, 금속 탄산질화물, 세라믹 중 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있으며, 어느 특정한 재료에 한정되지 않는다.

상기 코팅층은 상기 내부입자의 표면에 형성되어, 상대적으로 강도가 높은 내부 입자에 요구되는 높은 성형압력을 낮추고 금형의 마모량을 줄이는 역할을 하는 것으로, 소결체에서 요구되는 물성을 충족시킬 수 있는 물질이면 어느 것이나 사용될 수 있다.

상기 코팅층은 상기 내부입자가 금속인 경우, 바람직하게 소결 시에 내부입자와 합금화될 수 있는 물질로 이루어질 수 있다.

상기 코팅층은 바람직하게 상기 내부입자의 주성분과 동일한 성분을 포함하여 이루어질 수 있는데, 예를 들어, 내부입자가 강(steel)으로 이루어진 경우, 코팅층을 철(Fe)로 형성함으로써, 소결과정에 철(Fe) 성분이 강으로 확산되어 일체화되도록 할 수 있다. 이 경우, 소결체에 요구되는 강도 등을 고려하여, 내부입자와 코팅층의 합금원소의 양을 제어할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 분말야금용 하모닉 구조 분말을 사용한 분말성형방법의 공정 순서도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분말성형방법은, (a) 내부입자와 이 내부입자의 표면에 상기 내부입자에 비해 기계적 강도가 낮은 물질이 코팅된 코팅층을 형성하여 하모닉 구조 분말을 제조하는 단계; (b) 상기 하모닉 구조 분말을 금형에 장입하는 단계; (c) 상기 하모닉 구조 분말을 성형하여 성형체를 제조하는 단계;를 포함한다.

상기 코팅층은 상기 내부입자의 표면에 부착시킬 수 있는 방법이라면 특별히 제한이 없으나, 전해도금이나 무전해도금과 같은 도금법은 저비용으로 내부입자의 표면에 금속을 부착시킬 수 있는 방법이므로, 바람직하게 사용될 수 있다. 이외에도 CVD법이나 PVD법과 같은 증착법이나, 코팅물질에 침지시키는 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.

또한, 상기 코팅층의 두께 또는 상기 내부입자와 코팅층 간의 강도 차이는, 성형체에 요구되는 밀도, 밀도분포 또는 성형압력을 고려하여 조절될 수 있다.

상기 하모닉 구조 분말을 분말을 금형에 장입하는 단계에서는, 하모닉 구조 분말뿐 아니라, 일반적으로 분말성형 시에 사용되는 윤활제, 유기 바인더, 계면활성제와 같은 다른 첨가물이 포함될 수 있다.

상기 하모닉 구조 분말을 성형하는 단계에서는, 일반적으로 사용되는 프레스를 이용하는 성형법뿐 아니라, 분말을 성형하는 성형법이 모두 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 기초하여, 본 발명을 상세하게 설명하나, 본 발명의 하기 바람직한 실시예는 제한되는 것은 아니며, 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 상정할 수 있는 다양한 변형예를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

[실시예 1]

본 발명의 실시예 1에서는 내부 입자로 4중량% 탄소 조성을 갖는 고탄소강 입자를 사용하였으며, 사용된 내부 입자의 입도는 10~140㎛였다.

이와 같은 내부 입자를 950℃에서 균질화 열처리 처리한 후 미세조직을 관찰한 결과, 페라이트(ferrite) 상과 펄라이트(pearlite) 상이 관찰되었고, 그 표면에 순철 도금을 수행하였다.

순철 도금은 구체적으로 무전해도금의 조건으로 수행하였으며, 그 결과 평균두께 4㎛의 순철 코팅층이 형성되었다.

순철 코팅층은 페라이트(ferrite) 상으로 이루어지는데, 이 상은 900℃ 이하의 온도에서 안정한 체심입방결정을 이루며, 마르텐사이트(martensite) 상이나 베이나이트(bainite) 상과 같은 다른 철강재료의 상들에 비해 강도가 약한 것이 특징이다. 이에 따라 순철 코팅층이 형성된 하모닉 구조 분말을 사용하여 성형을 하는 것이 고탄소강 분말을 사용하는 것에 비해 금형의 수명을 크게 연장시킬 수 있다.

이와 같이 제조된 하모닉 구조 분말의 성형성을 평가하기 위하여, 압축 성형성 테스트를 수행하였다. 압축 성형성 테스트는 지름 10 mm 원통형 금형에 하모닉 구조 분말을 완전히 장입하고, 하부금형이 0.1 mm/sec의 속도로 압축하는 방식으로 이루어졌다.

또한, 실시예 1과의 비교를 위하여 하모닉 구조 분말의 내부 입자를 구성하는 고탄소강 분말에 대해 하모닉 구조 분말과 동일한 방식으로 압축 성형성 테스트를 수행하였다.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 하모닉 구조 분말과, 일반 분말의 압축 성형 거동을 대비한 그래프이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 초기거동에서 동일한 압력일 때 하모닉 구조 분말은 훨씬 더 높은 성형성을 보여주고 있으며, 높은 압력에서 얻어지는 성형밀도가 훨씬 더 높은 것을 알 수 있다.

도 4는 유한요소해석을 이용해 본 발명에 따른 하모닉 구조 분말과 일반 분말의 압축성형 거동을 분석한 결과이다. 유한요소해석에는 상용 소프트웨어인 ABAQUS를 사용하였으며 분말의 변형거동을 잘 묘사할 수 있는 평면 변형 조건을 사용하였다.

도 4에 나타난 바와 같이, 상기 압축 성형성 테스트와 동일하게 초기거동에서 동일한 압력에서 하모닉 구조 분말은 훨씬 더 높은 성형성을 보여주고 있으며, 높은 압력에서 얻어지는 성형밀도 또한 높은 것을 알 수 있다.

이에 따라, 하모닉 구조 분말이 훨씬 더 빠르게 원하는 성형밀도에 도달할 수 있음을 압축 성형성 테스트와 시뮬레이션을 통해 알 수 있다.

[실시예 2]

본 발명의 실시예 2에서는 내부 입자로 순철 분말 입자를 사용하였으며, 사용된 내부 입자의 입도는 5~40㎛였다. 순철 분말에 표면에 무전해도금법을 이용하여 철에 비해 강도가 낮은 구리 도금을 수행하였다.

도 5는 구리 도금된 하모닉 구조 분말의 단면을 관찰한 사진으로서, 그 결과 평균두께 3.2㎛의 구리 코팅층이 형성됨을 확인하였다.

도 6는 주사전자현미경으로 관찰된 구리 도금된 하모닉 구조 분말의 표면 상태를 나타낸 것이다. 도 6에 나타난 바와 같이, 구리 도금된 표면에는 약간의 석출된 구리입자들이 표면에 부착되어 있으나, 대부분 순철 분말에 코팅된 상태를 보인다.

각 상의 비커스 경도 측정결과는 순철로 이루어진 내부 입자는 38 HV, 코팅층은 22 HV를 보여주었다. 이에 따라 구리 코팅층이 형성된 하모닉 구조 분말을 사용하여 성형을 하게 되면 순철 분말을 사용하는 것에 비해 금형의 수명을 크게 연장시킬 수 있다.

또한, 철 분말을 이용하여 제품을 생산할 때 철 분말만을 사용하는 것이 아니라 구리나 니켈 또는 흑연분말을 같이 넣어서 제품을 성형 후 소결 단계에서 확산을 이용해 강도를 높이기도 한다.

그러므로, 상기 순철 입자의 표면에는 소결 후에 소결체의 기계적 강도를 높일 수 있으면서 순철에 비해 기계적 강도가 낮은 성분을 코팅할 수 있으며, 이와 같이 코팅된 성분은 균일한 분산상태를 가지므로, 소결 후 최종 제품도 균일한 미세조직과 물성 향상의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예 2에 따른 하모닉 구조 분말의 성형성을 평가하기 위하여, 압축 성형성 테스트를 수행하였다. 압축 성형성 테스트는 지름 10 mm 원통형 금형에 하모닉 구조 분말을 완전히 장입하고, 하부금형이 0.1 mm/sec의 속도로 압축하는 방식으로 이루어졌다.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 하모닉 구조 분말과, 철 분말의 압축 성형 거동을 대비한 그래프이다. 도 7에 나타난 바와 같이, 초기거동에서 동일한 압력일 때 하모닉 구조 분말은 훨씬 더 높은 성형성을 보여주고 있으며, 높은 압력에서 얻어지는 성형밀도가 훨씬 더 높은 것을 알 수 있다.

도 8는 유한요소해석을 이용해 본 발명에 따른 하모닉 구조 분말과 일반 분말의 압축성형 거동을 분석한 결과이다. 유한요소해석에는 상용 소프트웨어인 ABAQUS를 사용하였으며 분말의 변형거동을 잘 묘사할 수 있는 평면 변형 조건을 사용하였다. 본 유한요소해석에서는 실제 상황에 더 가깝도록 동일한 크기의 분말이 아니라 실제 분말과 유사한 크기 분포를 가지는 분말들을 이용하였다.

도 8에 나타난 바와 같이, 상기 압축 성형성 테스트와 동일하게 초기거동에서 동일한 압력에서 하모닉 구조 분말은 훨씬 더 높은 성형성을 보여주고 있으며, 높은 압력에서 얻어지는 성형밀도 또한 높은 것을 알 수 있다. 초기 거동은 순수한 구리분말에 대한 시뮬레이션 곡선을 따라가는 것을 확인할 수 있다.

도 9는 하모닉 구조 분말과 구리 분말의 곡선이 차이가 나기 시작하는 지점에서의 변형량 분포로서 변형량이 코팅층에 집중되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 따라 코팅층의 변형에 의해서만 압밀이 일어나는 shell packing region이 존재함을 명확하게 알 수 있다. 이때 코팅층(Shell)의 두께와 분말 크기 분포를 잘 조절한다면 하모닉 구조의 효율이 증대될 수 있다.

Claims (7)

1. 내부입자와 이 내부입자의 표면에 코팅된 코팅층을 포함하여 이루어진 입자를 포함하는 분말로, 상기 코팅층은 내부입자에 비해 기계적 강도가 낮은 것을 특징으로 하는 분말야금용 하모닉 구조 분말.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내부입자는 금속으로 이루어지고, 상기 코팅층은, 상기 하모닉 구조 분말의 소결 시에 상기 코어 물질과의 합금화가 가능한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 분말야금용 하모닉 구조 분말.
3. 제1항에 있어서,
   상기 내부입자는 금속으로 이루어지고, 상기 코팅층은 상기 내부입자를 이루는 주요 금속 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말야금용 하모닉 구조 분말.
4. 제1항에 있어서,
   상기 코팅층은 도금법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분말야금용 분말.
5. (a) 내부입자와 이 내부입자의 표면에 상기 내부입자에 비해 기계적 강도가 낮은 물질이 코팅된 코팅층을 포함하여 이루어진 하모닉 구조 분말을 제조하는 단계;
   (b) 상기 하모닉 구조 분말을 금형에 장입하는 단계; 및
   (c) 상기 하모닉 구조 분말을 성형하여 성형체를 제조하는 단계;를 포함하는 분말성형방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 코팅층의 두께를 상기 성형체에 요구되는 밀도, 밀도분포, 성형압력을 고려하여 조절하는 분말성형방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 내부입자와 코팅층 간의 강도 차이를 상기 성형체에 요구되는 밀도, 밀도분포, 성형압력을 고려하여 조절하는 분말성형방법.
   

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