소결

소결이란 무엇인가

소결은 미세한 분말 – 금속이나 세라믹 – 을 압력을 가한 상태에서 융점 이하의 온도로 가열하는 열공정이다. 분말 입자는 접촉점에서 서로 결합한다. 처음에는 작은 소결 목이 자라고, 그다음 입자가 점점 하나의 단단한 고체로 용접된다.

용융과의 차이

용융에서는 재료가 완전히 액체가 된다. 소결에서는 재료가 고체로 남고, 입자 표면만 결합한다. 그래서 소결 부품은 추가로 치밀화하지 않으면 – 예를 들어 열간 정수압 프레스(HIP) 같은 걸로 – 흔히 약간 기공이 남는다.

소결이 쓰이는 곳

소결은 분말야금의 기본 공정이다. 이걸로 소결 청동 미끄럼 베어링, 금속 분말 성형 부품, 그리고 PM 공구강 같은 고성능 재료도 만든다. 금속의 3D 프린팅(레이저 소결)도 그 원리가 뒤에 깔려 있다.

소결과 용접

소결 부품은 용접할 때 까다롭다. 잔류 기공과 남아 있을 수 있는 바인더가 용접부를 방해하고, 소결에 맞춰진 미세한 조직이 열영향부에서 변한다. 그래서 소결 분말로 만든 PM 강이 용접하기 그렇게 어려운 것이다.