입자 미세화 및 고형화 기술

Feb 25, 2026

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1. 접종 및 변형 처리

접종처리란 응고과정에서 용탕에 소량의 다른 물질을 첨가하여 핵생성을 촉진하고 성장을 억제함으로써 결정립을 미세화하고 조직을 개선시키는 공정을 말한다. 일반적으로 주철에 첨가제를 첨가하는 것을 접종처리라고 합니다. 주강 및 알루미늄 합금에 첨가제를 첨가하는 것을 변형 처리라고 합니다. 본질적으로 접종 처리는 주로 핵 생성에 영향을 미치는 반면, 변형 처리는 결정 성장 메커니즘을 변경(성장 억제)하여 결정 형태에 영향을 줍니다.

현재, 주철용 접종제는 매우 다양합니다. 바륨, 비스무트 및 희토류 원소를 함유한 접종제는 접종 효과가 사라지는 속도를 늦출 수 있습니다. 접종 방법(즉, 접종제를 첨가하는 방법)에는 주로 레이들접종, 스트림 접종, 순간 접종(푸어컵 접종, 코어드 와이어 접종, 스트림 접종) 및 금형 내-접종이 있다. 순간 접종 및-금형 접종은 접종의 퇴색을 방지하고 소량의 접종제가 필요하며 우수한 접종 효과를 얻을 수 있어 주철 생산에 점점 더 광범위하게 적용됩니다.

변형 처리의 개발 추세는 저비용, 고{1}}효율성,-오염 방지, 다기능-복합 변형을 지향합니다. 주강은 희토류 원소를 함유한 합금 개질제를 사용하여 개질 처리를 거치며, 이는 용강을 정화하는 동시에 입자를 미세화합니다. Cu-P와 Al-Ti-B의 복합재로 변형된 ZL109 합금은 그 구조에서-잘 정제된 1차 실리콘과 공융 실리콘을 생성합니다. Sr 염은 알루미늄-실리콘 합금의 실리콘 상을 침상-에서 짧은 막대-(길이가 100μm 미만) 또는 곡선형 섬유 형태로 변경할 수 있습니다.

2. 동적 결정화

결정립 미세화 및 미세 구조 개선을 위한 접종 및 개질 처리 외에도 용탕에 초음파 진동 처리 또는 전자기 교반을 가하면 결정립을 미세화하고 주조 품질을 향상시키는 목표를 달성할 수 있습니다. 초음파 처리는 AS41 마그네슘 합금의 주조 구조를 개선하여 MgSi 상을 더 미세하고 구상화할 수 있으며, 입자 크기는 초음파 처리를 하지 않은 것의 30%~50%에 불과합니다. 현재 입자 미세화 기술은 전자교반과 결합된 접종 처리 등 복합 공정을 형성하는 복합 방식으로 나아가고 있습니다. 예를 들어, 순수 알루미늄에 0.05% Al-5Ti-B를 사용한 접종 처리와 결합된 직류 펄스 자기장을 적용하면 직류 펄스 자기장만 적용한 경우에 비해 결과 입자 크기가 훨씬 더 미세하고 균일하게 분포됩니다.

3. 방향성 응고

방향성 결정화라고도 알려진 방향성 응고는 금속이나 합금이 용융물 내에서 방향성으로 결정을 성장시킬 수 있도록 하는 공정 방법입니다. 방향성 응고의 주요 방법으로는 발열성형법, 동력저감법, 급속응고법, 용탕냉각법 등이 있다. 방향성 응고는 주로 주상 결정립과 단결정을 제조하는 데 사용되며 니켈- 기반 주상 결정 및 단결정 엔진 블레이드 생산에 성공적으로 적용되었습니다. 기둥형 결정립 구조는 가로 결정립 경계를 제거하는 반면 단결정에는 결정립 경계가 전혀 없으므로 블레이드의 고온 강도, 크리프 저항, 응력{5}}파단 특성 및 열 피로 성능이 크게 향상됩니다.

방향성 응고에 ​​의해 생성된 단결정 블레이드는 다결정의 나선형 선택 성장을 통해 형성됩니다. 단결정 성장이든 원주형 결정 성장 구조이든,<100>방향은 선호되는 성장 방향입니다. 수년간의 집중적인 연구 개발을 통해 업계는 단결정 엔진 블레이드의 핵심 기술을 습득하여 독점을 깨뜨렸습니다. 세라믹 코어 기술, 커런덤 쉘 성형 기술, 단결정 선택 및 방향성 응고 공정, 단결정 블레이드의 재결정 제어, 소성 온도 제어, 주입 공정 변수, 인상 속도, 공정 경로 조정, 금형 개선 등의 분야에서 광범위한 데이터와 경험이 축적되었습니다. 중공 단결정 블레이드의 정밀 주조 기술은 점점 더 정교해지고 있습니다.

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